Systemstudie av industriell symbios för reningsverk i pappers- och massabruk : Inklusive experimentell studie på bioslam från pappersbruk som substrat för mjölmaskodling och polymerproduktion

Traditionellt har samhället förlitat sig på en linjär ekonomi som använder jungfruliga råvaror. Men nu är ett skifte i sikte. Intresset för att skapa nya varor från restprodukter har drivit fram utvecklingen av cirkulära bioekonomier genom industriell symbios. Dessa syftar till att minimera utarmningen av jordens resurser och främja hållbarhet. Ett framstående exempel på detta är potentialen för industriell symbios inom pappers- och massabruk. I denna studie har Stora Enso Skoghalls Bruk använts som utgångspunkt. Bruket har ett bioslamflöde från reningsverket som i dagsläget inte utnyttjas effektivt. Detta avfall förbränns endast för att generera värmeenergi. Samtidigt måste reningsverket köpa in stora mängder närsalter till det biologiska reningssteget. Produktionen av dessa närsalter, som kväve och fosfor, är energikrävande och miljöskadlig. Dessutom kan fosfor bara utvinnas i begränsad mängd. Genom industriell symbios kan detta avfallsflöde omvandlas till en värdefull resurs. Samtidigt kan närsalterna återanvändas i reningsverket. Detta bidrar till en mer hållbar och effektiv användning av resurser. I samarbete med Tebrito AB har ett experiment utförts på behandlat bioslam hämtat från Stora Enso Skoghalls Bruk. Hälften av detta bioslam användes för att producera biopolymeren polyhydroxialkanoater (PHA). Vanligt- och PHA-rikt bioslam användes för att undersöka om bioslam från pappers- och massabruk kan användas för att odla mjölmaskar på, samt om mjölmaskarna kan användas för att förenkla extraktion av bioplast från bioslam. Parallellt med detta experiment byggdes en simuleringsmodell i Microsoft Excel. I modellen utforskades flera scenarier på industriell symbios med ett pappers- och massabruk för att bedöma vilken kombination av olika industrier som resulterar i lägst utsläpp av växthusgaser. De industrier som undersöktes i modellen var: fiskodling, mjölmaskodling, biokol från pyrolys och bioplastproduktion. Det undersöktes även om det potentiellt finns ekonom
Traditionally, society has relied on a linear economy that uses virgin raw materials. But now a shift is in sight. The interest in creating new goods from waste products has driven the development of circular bioeconomies through industrial symbiosis. These aim to minimize the depletion of the earth’s resources and promote sustainability. A prominent example of this is the potential for industrial symbiosis within the pulp and paper industry. In this study, Stora Enso Skoghalls Bruk has been used as a starting point. The mill has a biosludge flow from the treatment plant that is currently not used effectively. This waste is only burned to generate heat energy. At the same time, the treatment plant must buy large amounts of nutrients for the biological treatment step. The production of these nutrients, such as nitrogen and phosphorus, is energy-intensive and environmentally harmful. In addition, phosphorus can only be extracted in limited quantities. Through industrial symbiosis, this waste flow can be transformed into a valuable resource. At the same time, the nutrients can be reused in the treatment plant. This contributes to a more sustainable and efficient use of resources. In collaboration with Tebrito AB, an experiment was carried out on treated biosludge obtained from Stora Enso Skoghalls Bruk. Half of this biosludge was used to produce the biopolymer polyhydroxyalkanoates (PHA). Regular and PHA-rich biosludge was used to investigate whether biosludge from pulp and paper mills can be used to grow mealworms on, and whether the mealworms can be used to simplify the extraction of bioplastics from biosludge. Parallel to this experiment, a simulation model was built in Microsoft Excel. In the model, several scenarios of industrial symbiosis with a pulp and paper mill were explored to assess which combination of different industries results in the lowest greenhouse gas emissions. The industries examined in the model were: fish farming, mealworm farming, biochar