RemErgy: Biogasproduktion från fiberbankar

Det övergripande målet för detta FORMAS-projekt är att minska spridningen av föroreningar och växthusgas-utsläpp från förorenade fibersediment så att de inte når ut i atmosfären. Vi kopplar samman saneringen av fiberbanksedimenten med biogasproduktion. Projektet är uppdelat i fyra delar där målen är att

1. uppnå en effektiv biogasproduktion från olika typer av fiberbanksediment,
2. kvantifiera nedbrytningen samt utsläppet av föroreningar under biogasproduktion,
3. beskriva det organiska materialet i olika typer av fiberbankar och förstå hur det påverkas av anaerob nedbrytning och biogasproduktion,
4. identifiera mikroorganismer som är ansvariga för gasproduktionen och urskilja andra kemiska reaktioner för att förstå förändringarna som sker under biogasproduktionen.
    

Miljöföroreningar från pappers- och massaindustrin

Pappers- och massaindustrin brukade vara en av de mest förorenande industrierna i Sverige. Dessa industrier släppte ut både miljöföroreningar och stora mängder träfibrer till vattenmiljön med sitt avloppsvatten fram tills 1969 då ny miljölagstiftning krävde rening av avloppsvattnet. Fibermaterialet som dock hann släppas ut har sedimenterat och hittas idag som stora bankar på sjöbotten, så kallade fiberbankar som är kraftigt förorenade av organiska miljöföroreningar och metaller. Fiberbankarna har fysiska egenskaper som kraftigt skiljer sig från vanligt sediment, och stora mängder har hittats i de fåtal områden som hittills har undersökts. Man uppskattar att fiberbankar kan finnas på över 380 platser i Sverige och de har också upptäckts i andra länder.

Avfall blir energi

Det organiska materialet (träfibrerna) i fiberbankarna bryts ned kontinuerligt och stora mängder gas bildas och avges, vilket begränsar möjligheten att använda saneringsmetoder där man täcker över sedimentet (så kallade in-situ övertäckningsmetoder) för att hindra miljöföroreningarna i sedimentet från att spridas. Därför är muddring en saneringsteknik som kan fungera bättre för fiberbankar. Gasen som produceras i fiberbankarna består av metan och koldioxid, vilka är växthusgaser som bidrar till klimatförändringen. Däremot kan metan vara användbart om man tar tillvara den för att tillverka energi såsom el, bränsle och värme, via biogasproduktion. Därför undersöker vi om fiberbankarna kan vara en hållbar källa för biogas efter att de muddrats. Biogasproduktionen görs genom en process som kallas för anaerob mikrobiell nedbrytning.

Optimering av nedbrytningsprocessen

I projektet RemErgy testar vi tre olika typiska typer av fiberbanksmaterial provtagna från tre fiberbanksområden i Ångermanälven. I laboratoriet undersöker vi sedan hur den anaeroba nedbrytningen kan optimeras för att få så mycket gas som möjligt i biogasreaktorn. Det kan bero på vilka tillsatser som används men även parametrar som temperatur, samhällen av bakterier, och fibertyper. Processen kan också påverka sedimentet på olika sätt, vilket kan ha fler positiva effekter än att bara producera energi. Genom att fibermaterialet konsumeras i biogasreaktorn borde volymen av fibermaterial som kommer att behövas deponera minska, vilket skulle kräva mindre plats för deponin. Den anaeroba nedbrytningen kan också bryta ned vissa miljöföroreningar till mindre giftiga produkter, och skulle därmed kunna leda till lägre föroreningsnivåer i det behandlade sedimentet. Slutligen kommer denna lösning att minska okontrollerade utsläpp av växthusgaser från sjöbotten. Vi undersöker dessa effekter på sedimentet i laboratoriet, och försöker förbättra processens effektivitet.

Muddring – sanering - energiutvinning

Projektet RemErgy siktar mot att bättre utnyttja våra resurser genom att kombinera muddring i saneringssyfte med energiutvinning, vilket skulle ha positiva effekter på både ekonomi och miljö. Med tanke på den negativa påverkan förorenade fiberbankar kan ha på den akvatiska och atmosfäriska miljön, genom spridning av miljöföroreningar och växthusgaser, är det viktigt att hitta hållbara saneringsmetoder för fiberbankar.

Energiproduktionen via biogas är en bonus som kan hjälpa till att uppväga muddringskostnader och efterdeponeringskostnader vid sanering, vilket skulle kunna göra att fler områden har råd att saneras och bidra till att hjälpa Sverige nå miljömålet ”en giftfri miljö”, men det bidrar även till ”hav i balans samt levande kust och skärgård” och ”begränsad klimatpåverkan”.