B2007:02 Skumning vid svenska ... - Avfall Sverige

VFA och LCFA
VFA (Volatile Fatty Acid) och LCFA (Long Chain Fatty Acid) är i detta sammanhang intressant att se
närmare på eftersom flera av anläggningarna kopplar ihop skumning och fettrika substrat. VFA bildas
i fermentationssteget och om metanogenerna är hämmade/överbelastade kommer VFA successivt att
ackumuleras. Forskning har visat att t.ex. förhöjda halter av propionat är vanligt vid skumning (9).
Förmodligen är höga halter VFA dock en följd av störningen snarare än orsaken till den. Däremot så
anger en anläggning ett samband mellan skumning i rötkammaren och koncentrationen av LCFA.
Nedbrytningen av LCFA är beroende av de (hydrogenotrofa)metanogena organismerna varför en ackumulering
av dessa också indikerar på en hämning av metanogena organsimer. Forskning har visat
att LCFA kan ha en direkt hämmande effekt på biogasprocessen (10). Vidare är detta en grupp av föreningar
som har ytaktiva egenskaper och därför kan orsaka skumbildning (11, 12). Eftersom LCFA på
grund av dessa egenskaper är extra intressanta i detta sammanhang följer nedan en kortare sammanställning
av några vetenskapliga artiklar om specifikt LCFA och biogasprocessen.
När fett (triglycerider), hydrolyseras är en av produkterna LCFA. I gruppen LCFA ingår bl.a. oleat och
stearinsyra. I en artikel visas att främst oleat (oleate), men också stearinsyra (stearate) har en toxisk
effekt på de metanbildande organismer redan vid så små koncentrationer som 0,2 g/l resp. 0,5 g/l (3).
De acetoklastiska metanogenerna hämmas av oleate i större utsträckning än de hydrogenotrofa metanogenerna
(10). I en annan studie, där animaliskt och vegetabiliskt fett samrötades med substrat som
skulle likna organiskt hushållsavfall, påvisades dock inte någon ackumulering av VFA eller LCFA.
Fettbelastningen ökades gradvis till 28 % av den organiska belastningen utan att någon negativ effekt
kunde påvisas (13). Angelidaki m.fl. har också visat att hämmande koncentrationer av LCFA inte hinner
uppstå då fett hydrolyseras i en normalt fungerande biogasprocess (3). Detta eftersom fortsatt
nedbrytning sker kontinuerligt. Samma författare föreslår också att fett inte behöver bli ett problem
för processen om kulturen i RK adapteras gradvis. Problemen uppstår om spjälkningsprodukterna,
alltså fria LCFA, tillsätts direkt processen eftersom de har hämmande effekter redan vid relativt låga
koncentrationer. Om materialet har förhydrolyserats i BT och RK belastas hårt med detta skulle alltså
hämmande koncentrationer av de långa fettsyrorna kunna uppstå.
I några av enkätsvaren anges fettrika substrat, som slakteriavfall och fettavskiljningsslam, som troliga
orsaker till skumning i både BT och RK. Eftersom hydrolysen i flera fall, med stor sannolikhet, påbörjats
redan innan det förs in i rötkammaren verkar det rimligt att anta att koncentrationen av LCFA och
VFA kan vara hög i bufferttankarna. Då miljön p.g.a. av det låga pH (ca 5-6) inte är optimal för metananogenerna
kan dessa föreningar inte vidare brytas ner i mottagningstanken. Det finns alltså en möjlighet
att källan till skumningsproblematiken i rötkammarna bör sökas i mottagningstanken och de
produkter som bildas där. Som nämnt under avsnittet om substrat hade en anläggning problem med
fettavskiljningsslam som legat extra länge i mottagningstanken. En möjlig förklaring till skumningen
här är att hydrolysen gått långt och att koncentrationen av LCFA var hög. Sambanden mellan LCFA
och driftstörningar är ett område som sannolikt borde undersökas mer. Ett första steg kan vara att
kartlägga koncentrationer av dessa syror i biogasprocessens olika steg under en period då anläggningar
går normalt. Dessa värden kan sedan användas som referensmaterial för att utreda samband mellan
LCFA och skumning, när sådana inträffar.
11