Biologiske metoder til forøgelse af husdyrgødnings biogaspotentiale

Driften af danske biogasanlæg er baseret på udnyttelse af gylle, hvor kvæggylle repræsenterer en signifikant fraktion. Omsætningen af lignocellulose fra fibrefraktionen af gylle, har vist sig at være den hastighedsbegrænsende trin af den anaerobe udrådning. Dette projekts formål var at undersøge om biologiske metoder, herunder podning af kvæggylle med specifikke anaerobe, hydrolytiske bakterier vil forbedre hydrolysen af fibrene og resultere i en forøgelse af metalnudbyttet. Resultater af dette studie har vist, at der er potentiale for at øge metanudbytte af kvæggylle ved at pode fiberholdige substrater med cellulose- og alkalifile xylan-hydrolyserende bakteridlle renkulturer. Største merudbytte ved inokulering i batchforsøg blev målt ved 37 grader C og 68 grader C, mens effekten ved 55 grader C var ringe. Direkte podning af en mesofil reaktor med Clostridium cellulovorans DSM 3052 var ikke vellykket. Skæbnen af denne organisme, fulgt ved specifik 16S rRNA probning, bekræftede at DSM 3052 ikke er en del af den naturlige mikroflora, og at den aktive population af DSM 3052 ikke kunne etableres indenfor reaktormiljøet. Derimod podning af reaktoren med vores egen isolat, en ny clostridiel stamme, Clostridium sp. SA 14 gav et signifikant udslag i metanudbytte fra ca. 220 ml CH4/g VS op til 330 ml CH4/g VS. Effekten forsvandt med tiden og derfor bliver det nødvendigt i fremtiden at udvikle en strategi til etablering af denne stamme i reaktormiljøet. Anaerob udrådning af gylle blev også undersøgt i en kombineret to trins proces, hvor gyllen først hydrolyseres ved 68 grader C, og derefter udrådnes på traditionel måde ved 55 grader C. Batchforsøg gav et ekstra metanudbytte på 24% for to-trins udrådning sammenligned med et-trins udrødning ved 55 grader C., Ligeledes, et merudbytte på 55% fra fraktion af udrådnede fibre som har været forbehandlet ved 68 grader C, åbner muligheder for udnyttelse af potentialet af de udrådnede fibre ved recirkulering. Endvidere, podning af gylle med Caldicellulosiruptor lactoaceticus 6A, forbedrede metanudbytte yderligere, med mere end 20%. Et reaktorforsøg i laboratorie skala med kombineret ekstremt termofil/moderat termofil behandling af gylle gav et stabilt metanudbytte på omkring 260 CH4/gVS, i sammenligning med 240 CH4/gVS fra en 55 grader C - et-trins kontrolreaktor. Investeringsomkostninger taget i betragtning, ser det to-trins reaktorkoncept ud til at være økonomisk favorabel for mellemstore og store biogasnlæg. Det vil stadigvæk være af interesse at undersøge om podning af forbehandlingsreaktoren med ekstremt termofil stamme Caldicellulosiruptor lactoaceticus 6A vil øge metanudbytte af to-trins reaktorsystem yderligere