Biogaspotential hos våtmarksgräs - Biogas Öst

Vanligtvis används upphettning som hygieniseringsmetod kombinerat med en mekanisk
sönderdelning. Sönderdelningen ger en större yta för mikroorganismerna i processen att
angripa och ger därmed genereras ofta mer gas. Ibland används dock också andra typer
av förbehandlingar, se stycke (1.6.2). Finfördelning är mer eller mindre ett krav för vall
och gräs, just för pumpbarheten och biogasutbytets skull. Substratet rötas i ungefär 20-
30 dagar i anläggningen, men uppehållstiden är ofta längre om växtmaterial finns med i
substratet, se stycke (1.6.3).
Det som blir över efter rötningsprocessen kallas ofta rötrest och ibland också biogödsel.
Under rötningsprocessen frissätts och koncentreras olika mineralnäringsämnen.
Rötresten är därför näringsrik och kan användas som biogödsel inom jordbruket. Vidare
kan biogödsel certifieras och i Sverige finns certifieringssystemet SPCR 120 som Avfall
Sverige tagit fram. De mikrobiella processer som ligger till grund för biogasprocessen
kan delas in i fyra steg (Bild 1).
1. Hydrolys: Bakterier utsöndrar enzymer som angriper olika komplexa material,
till exempel cellulosa och fetter, och bryter ner dessa till olika monomerer som
glukos och fettsyror. Temperaturen är viktig i detta steg, både för
bakterietillväxten men även för enzymkinetiken och också lösligheten av
substratet. Substratets areal (finfördelning) är viktig, och kan vara
hastighetsbegränsande om den inte är tillräckligt stor (Hobson & Wheatley,
1993).
2. Fermentation, syrabildning: Fermenterande bakterier, vilka för övrigt inte alla
kan utföra hydrolys, bryter ner socker och aminosyror och fettsyror till;
organiska syror, alkoholer, ketoner, acetat, koldioxid och vätgas. Acetat
(ättiksyra) är oftast huvudprodukten vid jäsning av kolhydrater.
3. Anaerob oxidation: Alkoholer och fettsyror omvandlas via anaerob oxidation till
acetat, vätgas och koldioxid. Organismer som utför dessa oxidationsreaktioner
har ett nära samarbete med organismerna i nästa led, metanogenerna. Vissa av
organismerna under steg tre producerar vätgas som slutprodukt och är beroende
av att partialtrycket för vätgas inte blir för högt. Det är metanogenerna i nästa
led som förbrukar vätgasen och ser till att det inte blir för höga nivåer. Vid för
höga partialtryck ackumuleras istället olika syror men även alkoholer.
4. Metanbildning: De metanbildande mikroorganismerna kallas metanogener. De
växer väldigt långsamt och är som regel det hasighetsbestämmande steget i
processen, såvida inte hydrolysen går långsamt. Generationstiderna för
organismerna spänner mellan 1 till 12 dagar (Jarvis & Schnürer, 2009).
Metanogenerna använder ammonium och sulfid som kväve- och svavelkälla.
Omineraliserat svavel och löst ammoniakgas kan emellertid vara giftig för
metanogenerna i för höga koncentrationer. Järn, nickel, kobolt och molybden är
viktiga spårämnen för metanogenerna. Metanogenerna delas in i två grupper:
9