METLI. Palveluliiketoimintaa metsäteollisuuden lietteistä. Loppuraportti

Koko: px
Aloita esitys sivulta:

Download "METLI. Palveluliiketoimintaa metsäteollisuuden lietteistä. Loppuraportti"

Transkriptio

1 Palveluliiketoimintaa metsäteollisuuden lietteistä METLI Loppuraportti Tuomas Huopana (1, Olavi Raatikainen (1, Mikko Kolehmainen (1, Maarit Janhunen (2 ja Eero Antikainen (2. 1) Itä-Suomen yliopisto 2) Savonia-ammattikorkeakoulu

2 Sisällys 1. Johdanto Lietteenkäsittelyn nykytilanne Jätelainsäädäntö Jäteveden tyypillisimmät ominaisuudet Tarkasteltavat lietteenkäsittelynvaihtoehdot Hankkeen toteutus Metsäteollisuuden jätevesilietteiden biokaasuntuottopotentiaali selvitys ja koetoiminta Biokaasupanoskoe Materiaalit ja menetelmät Tulokset Johtopäätökset Tutkittavien substraattien ominaisuudet Biokaasukokeet jatkuvatoimisella biokaasulaitteistolla Materiaalit ja menetelmät Kaasujen analysointi Biokaasuprosessin käsittelyjäännöksen analytiikka Tulokset Johtopäätökset Pilot-mittakaavan biokaasulaitteiston testaaminen tehdasympäristössä Materiaalit ja menetelmät Tulokset Johtopäätökset Biokaasuprosessin haihtuvien happojen ja orgaanisten yhdisteiden mittaus Haihtuvien orgaanisten happojen GC-MS mittaus ja prosessin tilan arviointi Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden IMS mittaukset ja prosessin tilan arviointi Haihtuvien orgaanisten happojen GC-MS mittaus JATO-koeajoista Haihtuvien orgaanisten happojen GC-MS mittaus Mobiili Biokaasulaitoksesta Biokaasuprosessi jätevesilietteiden käsittelemiseksi Syötteen määrä ja laatu Selkeytys Biologinen jäteveden puhdistus Sakeuttaminen Biometaanintuotanto Biokaasuntuotanto Kaasunpuhdistus Hygienisointi Sekoitus Sekalietteen esikäsittely ja mekaaninen kuivaus Lannoitekäyttö

3 Lainsäädäntö Raskasmetallit ja hivenaineet Jätevedenpuhdistusvaatimukset Sekalietteiden viljavuus Tulokset Massa- ja energiatase Kestävyystarkastelu Johtopäätökset Johtopäätökset ja tulkinta biohiilivaihtoehdon osalta Liitteet Lähdeluettelo

4 1. Johdanto Metli-projektin (Palveluliiketoimintaa Metsäteollisuuden lietteistä) tavoitteena oli löytää innovatiivinen palvelukonsepti sellu- ja paperitehtaan jätevesien käsittelemiseksi. Kiristyvä jätelainsäädäntö sekä EU:n ilmastopolitiikka voidaan nähdä vahvistavana tekijänä kehittää entistä kustannustehokkaampia ja ympäristöystävällisiä menetelmiä sellu- ja paperitehtaiden jätevesien käsittelemiseksi. Kaatopaikoille sijoitettavan biohajoavan jätteen sijoittaminen on kiellettyä vuoden 2016 jälkeen, mikä tulee aiheuttamaan lisää kustannuksia jätevesien käsittelyssä. Kestävyyskriteerit pakottavat biopolttoaineiden tuottajia kiinnittämään erityistä huomiota kasvihuonekaasujen (GHG, GreenHouse Gas) vähentämiseen. Lisäksi biopolttoaineiden tuotanto voi antaa heille myös taloudellista hyötyä. Yksi mahdollinen lopputuote jätevesien käsittelyn yhteydessä voisi olla liikennepolttoaineeksi soveltuva biometaani. Sellaisten jätevesien tapauksessa joista ei biometaania voida tuottaa, biohiili voisi olla vaihtoehtoinen käsittelymenetelmä Lietteenkäsittelyn nykytilanne Viime vuosikymmenten aikana Suomen metsäteollisuuden jätevesipäästöt ovat vähentyneet tasaisesti, mikä johtunee tehostetusta raaka-aineen käytöstä ja jätevedenpuhdistuksesta (1). Jätevedenpuhdistuksen yhteydessä syntyy kuitenkin merkittäviä määriä jätevesilietettä. Vuonna 2001 Suomen metsäteollisuuden lietteentuotannoksi on arvioitu kuiva-aineena 510 kt (kilo tonnia), josta 90 kt oli biolietettä, 120 kt siistauslietettä ja 300 kt primaarilietettä (2). Vuonna 2009 lietteen tuotannon on raportoitu olleen 425 kuiva-aine kt, josta hieman yli puolet 257 kuiva-aine kt poltettiin (3). Tässä hankkeessa tehdyssä kyselytutkimuksessa havaittiin, että noin joka kolmannes lietteen tuottaja olisi kiinnostunut ulkopuolisesta palveluntarjoajasta lietteen käsittelemiseksi, vaikka suurin osa lietteestä meneekin polttoon (Liite 4.). Lietteen poltossakin on kuitenkin omat haasteensa, mitkä johtuvat biologisen lietteen tuotannon lisääntymisestä. Suomen metsäteollisuus on arvioinut, että vuonna 2012 noin 40 kuiva-aine kt jätevesilietettä oli sijoitettu kaatopaikalle (4). Tarvetta uusille lietteenkäsittelymenetelmille on siis olemassa. Suurin osa Suomessa tuotetusta kemiallisesta massasta on ollut valkaistua sulfaattisellua. Vuonna 2011, valkaistun havupuu sulfaattisellun, valkaistun lehtipuusellun, valkaisemattoman sellun, mekaanisten- ja kemimekaanisen massojen tuotannot ovat olleet 4,0, 2,2, 0,5, 3,3 ja 0,5 Mt (miljoonaa tonnia) (5) (6). Suomessa massoja on käytetty enimmäkseen paino- ja kirjoituspaperin tuotantoon, kun maailmalla on keskitytty enemmän pakkaus- ja kartonkituotteiden tuotantoon (6). Vuonna 2011 koko Suomen tuotannosta oli 1,6 % sanomalehtipaperia, 61,8 % paino- ja kirjoituspaperia, 29,6 % pakkaus- ja kartonkituotteita ja 7,0 muita paperituotteita, kun maailmalla tuotettiin 8,2 % sanomalehtipaperia, 28,2 % paino- ja kirjoituspaperia, 47,7 % pakkaus- ja kartonkituotteita ja 15,9 % muita paperi- ja kartonkituotteita (6). Lienee myös hyvin mahdollista, että myös Suomessa lähdetään kasvattamaan pakkaus- ja kartonkituotteiden tuotantoa, mikä vaikuttanee myös tuotettujen lietteiden ominaisuuksiin. 3

5 1.2. Jätelainsäädäntö Jätteenkäsittelydirektiivi (2008/98/EC) asettaa yleiset ohjeet kuinka Euroopan Unionin jäsenmaiden tulisi järjestää jätehuoltonsa. Esimerkiksi, biohajoavan jätteen kaatopaikkasijoitus saisi olla korkeintaan 35 % vuoden 1995 tasosta vuoteen 2016 mennessä (1999/31/EC). Direktiivin mukaan jätteen kierrätys tulisi olla ensisijainen käsittelyvaihtoehto ennen energiaksi hyödyntämistä. Vasta viimeiseksi vaihtoehdoksi tulisi jätteen kaatopaikkasijoittaminen. Metsäteollisuuden jätevedenpuhdistusta koskee myös ympäristönsuojelulaki (86/2000), jonka mukaan jätevedet eivät saa sisältää enempää haitta-aineita kuin mitä ympäristöluvissa on sallittu. Yleensä ympäristöluvat noudattavat BAT (Best Available Technology) suositusarvoja (EC 2000) (7). Myös kaatopaikkasijoitettavan jätteen verotus 50 /t vaikuttanee lietteiden tuottajien halukkuuteen löytää kustannustehokkaita ratkaisuja lietteen käsittelemiseksi (8). Viimeisimmän lainsäädännön mukaan Suomalaisille kaatopaikoille ei voida sijoittaa jätettä, jonka TOC (Total Organic Carbon) pitoisuus on yli 5 % kuiva-aineesta, mutta ympäristöviranomainen voi kuitenkin hyväksyä tapauskohtaisesti myös TOC arvon 10 % kuiva-aineesta, mikäli DOC (Dissolved Organic Carbon) pitoisuus on vähemmän kuin 800 mg/kg uuttosuhteessa 10 l/kg (331/2013). Käytännössä metsä- ja paperiteollisuuden orgaanisille jätteille sovellettaisiin TOC rajaa 5 % kuivaaineesta, koska kuitua sisältävät lietteet voivat aiheuttaa jopa 5800 mg/l DOC pitoisuuden (9). Tällöin metsäteollisuuden orgaanisia jätteitä ei voida sijoittaa kaatopaikalle vuoden 2016 jälkeen. Lainsäädäntö (331/2013) jättää kaatopaikkakiellon ulkopuolelle kuitenkin soodasakka ja kierrätyspaperin siistauksessa syntyneet lietteet, minkä tarkoituksena lienee tukea kierrätetyn massan käyttöä jätehierarkian mukaisesti Jäteveden tyypillisimmät ominaisuudet Lietteiden ominaisuudet riippuvat hyvin voimakkaasti tuotannon prosessista ja käsittelytavasta, joitakin johtopäätöksiä lietteiden ominaisuuksista voidaan kuitenkin tehdä. Primaariliete voi sisältää orgaanista kuiva-ainetta (VS) jopa 95 % kokonaiskuiva-aineesta. Lisäksi orgaaninen kuiva-aines sisältää liukoisia ja kolloidisia partikkeleita. Lähteenä mainitun raportin mukaan yli puolet orgaanisesta materiaalista oli liukoisessa muodossa ja loput kolloidisena tai partikkelimaisena (10). Lisäksi raportissa mainittiin hienopaperitehtaan primaarilietteen sisältävän % orgaanista kuiva-ainetta kokonaiskuiva-aineesta (11). Sen sijaan sulfaattiprosessin primaariliete voi sisältää orgaanista kuiva-ainetta % kun taas siistauskemikaalin ollessa käytössä primaarilietteen orgaanisen aineen osuus jää 30 % tasolle kokonaiskuiva-aineesta (11). Biologinen hapen kulutus (BOD), kemiallinen hapen kulutus (COD) ja kokonaissuspendoitunut kiintoaines (TSS) sulfaattiprosessin jätevedelle on tyypillisesti 300 mg/l, 550 mg/l ja 250 mg/l (12). Bioliete voi sisältää orgaanista ainetta % kokonaiskuiva-aineesta (11). Bioliete sisältää elävää ja kuollutta mikrobimassaa, mutta siihen voi myös absorboitua jonkin verran yhdisteitä puukuidusta tai jopa itse kuituja (13). 4

6 Metsäteollisuuden jätevesien käsittelyn tavoitteena on poistaa hajoava orgaaninen materiaali sekä muut ympäristölle haitalliset aineet. Hajoava orgaaninen materiaali voi yleensä esiintyä liukoisena, kolloidisena tai suspendoituneena (14). Hajoava orgaaninen aines voidaan poistaa jätevedestä käyttäen fysikaalisia ja kemiallisia erottelu tekniikoita ja prosesseja (14). Jäteveden käsittelyn tulee pystyä käsittelemään jätevedet alle vaadittavien päästötasojen, jotka määräytyvät yksittäisistä ympäristöluvista. Yleensä päästötasot perustuvat parhaaseen käytettävissä olevaan tekniikkaan (BREF BAT) (7) (EC 2000) (Taulukko 1). Taulukko 1. Suomen ympäristöluvat sallivat yleensä seuraavat raja-arvot parhaimmalle käytettävissä olevalle tekniikalle eri lopputuotteiden tuotantojen suhteen (7). Virtaama COD BOD5 TSS AOX Tot. N Tot. P Lopputuote m 3 /Adt mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l mg/l Valkaistu sulfaattisellu ,3 8,3 1,0 Valkaisematon sulfaattisellu ,0 13,3 1,3 Valkaistu sulfiittisellu ,0 12,5 1,3 Kemimekaanisen massa ,0 13,3 0,7 Mekaaninen massa ja paperi ,8 8,3 0,8 Kierrätyspaperi A) ,6 12,5 1,3 Pehmopaperi kierrätysmassasta A) ,6 31,3 1,9 A) RCF = Recycled fiber process = Kierrätyskuituprosessi = Kierrä Adt = Air dry tonne = Ilmakuivatonni 1.4. Tarkasteltavat lietteenkäsittelynvaihtoehdot Ensisijainen vaihtoehto jätevesilietteen käsittelemiseksi on vähentää lietteen tuotantomäärää jätevedenpuhdistamolla. Liete koostuu pääsääntöisesti primaarilietteestä ja biolietteestä, mutta myös kemiallista lietettä voi muodostua. Biologisen lietteen haastavat vedenpoisto-ominaisuudet heikentävät sen polttoa, mikä aiheuttaa tehtaille lisäkustannuksia. Primaarilietteestä vedenpoisto on kuitenkin helpompaa, minkä vuoksi sitä onkin voitu polttaa paremmin kuin biologista lietettä. Tämän vuoksi tässä hankkeessa tarkastellaan kahta lietteenkäsittelyvaihtoehtoa, biohiili ja biokaasuprosessia. 5

7 Biokaasu- ja biohiilivaihtoehdoilla on omat vahvuutensa ja heikkoutensa. Biohiilen hyviksi puoliksi voitaneen lukea käsitellyn syötteen energiatiheyden kasvu sekä mahdollisuus päästä kokonaan eroon lietteestä joko polttamalla tai maanparannusaineeksi sijoittamalla. Tosin biohiiliprosessin haasteena jätevesilietteiden käsittelyssä on ilmeisen suuri lämpöenergiankulutus käsiteltyä lietetonnia kohden. Biokaasuprosessi suoriutuu kuitenkin merkittävästi pienemmällä ulkoisen lämpöenergiantarpeella ja varsinkin uudet biokaasuprosessin esikäsittelytekniikat ovat tehneet siitä varsin houkuttelevan vaihtoehdon tuottaa esimerkiksi hyvälaatuista biometaania liikenteen polttoaineeksi. Metsäteollisuuden jätelietteistä tuotetun biokaasun metaanipitoisuus voi olla jopa 80 % tuotettua biokaasutilavuutta kohden. Biokaasuvaihtoehdollakin on tosin myös haasteensa käsittelyjäännöksen loppukäytössä. Vedenpoisto-ominaisuudet heikkenevät anaerobisesti käsitellyllä lietteellä, mikä osoittaa tarvetta tapauskohtaisten syötteiden vedenpoisto-ominaisuuksien selvittämiseksi. Täysin riskitöntä vaihtoehtoa lietteiden käsittelemiseksi ei siis ole olemassa, mutta hankkeen tulokset antavat kuitenkin hyvää taustatietoa tapauskohtaisten jätevesilieteongelmien ratkaisemiseksi. Biokaasuprosessi voisi toimia varteenotettavana lietteen käsittelyvaihtoehtona mikäli primaari ja biolietteen muodostama sekaliete ohjattaisiin biokaasuprosessiin. Toistaiseksi onkin voitu osoittaa biokaasuprosessin soveltuvan metsäteollisuuden jätelietteiden käsittelemiseksi, mutta käytännön yleistymisen esteenä ovat olleet mm. puutteelliset tiedot syötettävän lietteen esikäsittelystä ja biokaasuprosessin käsittelyjäännöksen loppusijoituksessa (15). Erään artikkelin mukaan ainakaan vielä vuoteen 2007 mennessä maailmalla ei ollut yhtään laitosta, joka käsittelisi pitkän viipymän anaerobiprosessilla metsäteollisuuden jätevesilietteitä. Puhumattakaan siitä, että jo vuonna 1990 pitkän viipymän biokaasuprosessi jätevesilietteen käsittelemiseksi todettiin investointikustannuksiltaan liian kalliiksi johtuen pääasiallisesti liian alhaisesta metaanintuotosta (16). Nykyisen tietämyksen valossa näihin edellä mainittuihin haasteisiin on kyetty vastaamaan mm. ottamalla käyttöön kehittyneitä syötteen esikäsittelymenetelmiä. Metli hankkeessa on osoitettu, että toistaiseksi optimoimaton biokaasuprosessi toimii samoin kuin Suomessa on jo aiemmin osoitettu. Puhakka oli jo 1990 luvun alussa päässyt pilot mittakaavan biokaasulaitteistolla metaanintuottoon 220 ml/(g VS), mikä on samaa suuruusluokkaa kuin tässä hankkeessa saavutettiin jatkuvatoimisilla biokaasulaitteistoilla (17). Rintala ja Puhakka havaitsivat, että % syötetyn lietteen TS massasta on biohajoavaa (18), mikä on myös osoitettu tämän projektin jatkuvatoimisilla biokaasulaitteistoilla. 6

8 1.5. Hankkeen toteutus Suomalaiset osapuolet, Itä-Suomen yliopisto ja Savonia-ammattikorkeakoulu vastasivat hankkeen koordinoinnista sekä biokaasuvaihtoehdon kokeellisesta ja teoreettisesta tarkastelusta. Savoniaammattikorkeakoulu (vastuututkija Maarit Janhunen, kappale 2) on vastannut kokeellisen biokaasututkimuksen metaanintuottopotentiaali selvityksistä ja niihin liittyvistä kuiva-aineen, ph, alkaliteetin ja haihtuvien rasvahappojen titrimetrisesta analytiikasta. Lisäksi Savonia ammattikorkeakoulu on vastannut hivenainelisän kehitystyöstä, joka on pohjautunut yhteistyössä toteutettuihin alkuaineanalyyseihin. Itä-Suomen yliopisto on vastannut biokaasukoetoiminnan mikrobiologisen tilan seurannasta kaasukromatografisiin menetelmiin tukeutuen (vastuututkija Olavi Raatikainen, kappale 3) sekä biokaasu ja biohiilivaihtoehtojen massa- ja energiatase tarkastelusta perustuen kokeellisiin ja teoreettisiin lähtöarvoihin (vastuututkija Tuomas Huopana, kappaleet 4 ja 5). Biohiilivaihtoa on tarkasteltu tämän hankkeen toisessa raporttiosiossa englanniksi, mistä on vastannut saksalainen Ostfalia University of Applied Sciences (Liite 5.). 7

9 2. Metsäteollisuuden jätevesilietteiden biokaasuntuottopotentiaali selvitys ja koetoiminta Biokaasuteknologiaa sovelletaan Suomessa yleisesti mm. jätevesilietteiden käsittelyyn kunnallisilla jätevesilaitoksilla. Prosessin tuottamaa metaania hyödynnetään sekä sähkön että lämmön tuotantoon. Metli-hankkeen tavoitteena on ollut testata biokaasuprosessin soveltuvuutta osaksi metsäteollisuuden jätevesien ja lietteiden käsittelyprosessia. Koetoiminta on toteutettu jo olemassa olevilla koelaitteilla sekä laboratorio että pilot-mittakaavassa. Koetoiminnassa on pyritty etsimään potentiaalisimmat syöteseokset kaasuntuoton (CH 4-saanto) maksimoimiseksi sekä prosessin tasaisen toimivuuden varmistamiseksi. Biokaasua voidaan tuottaa kaikesta eloperäisestä materiaalista hapettomissa olosuhteissa. Biokaasuprosessi on kuitenkin hyvin herkkä ja riippuvainen monista mikrobiologiaan vaikuttavista tekijöistä, kuten ph:sta, lämpötilasta ja ravinteista. Metli-hankkeessa tutkittavat syötemateriaalit tulivat kahdelta kohde tehtaalta (Stora Enso Varkaus ja Power Flute Savon Sellu Kuopio), joiden metaanintuottopotentiaali selvitettiin jäteveden puhdistusprosessin eri vaiheista. Lisäksi hankkeessa tutkittiin soveltuvilta osin erilliskerätyn biojätteen vaikutusta metsäteollisuuden lietteiden kanssa metaanintuottopotentiaaliin. Lietteiden ominaisuuksia tutkittiin hankkeen aikana biokaasuprosessin näkökulmasta katsottuna. Tutkittavina ominaisuuksina ovat olleet mm. kuiva-aineen ja orgaanisen kuiva-aineen vaihtelut prosessissa, tutkittavien materiaalien puskurikapasiteetti, hivenaineet ja ravinteet. Yksinkertainen malli raakalietteen käsittelyvaiheista on esitetty seuraavassa kuvassa (Kuva 1). Ensimmäisestä selkeytysvaiheesta saadaan primaariliete, biologisen puhdistusprosessin jälkeen sekundaariliete (bioliete) ja kemiallisen puhdistusprosessin jälkeen tertiaariliete (kemiallinen/flotaatio liete). Kun nämä kolme jaetta yhdistetään yhdeksi lietteeksi sekoitussäiliössä, käytetään siitä nimitystä sekaliete. Lisäksi kolmannen selkeytysvaiheen jälkeen saadaan ruuvipuristimelta tai suotonauhapuristimelta ns. kuivajae ja tämä vaihe voi olla myös kaksivaiheinen. Kuva 1. Metsäteollisuuden raakalietteen käsittelyvaiheet ja eri vaiheissa syntyvät lietesubstraatit. 8

10 Biokaasututkimukset on aloitettu laboratoriossa toteutettavin biokaasupanoskokein (Kappale 2.1), joilla on selvitetty yksittäisten syötteiden sekä syöteseosten metaanintuottopotentiaalit. Parhaimman metaanintuottopotentiaalin omaavia substraatteja on operoitu seuraavaksi laboratoriossa jatkuvatoimisella biokaasulaitteistolla (Kappale 2.3). Tässä vaiheessa on mukana ollut myös lietteiden ominaisuuksien selvittäminen, mikrobiologisen tilan seuranta biokaasuprosessissa sekä syötettävän biomassan hajoavuus ja käsittelyjäännöksen hyötykäyttökelpoisuuden selvittäminen (Kappale 2.2 ja Kappale 2.3.4). Viimeisimpänä on parhaiten toimivalle syöteseokselle toteutettu pilotointi yhdellä kohdetehtaalla (Kappale 2.4). Pilotoinnin päätarkoituksena on ollut jo olemassa olevan koelaitoksen teknologian testaaminen tehdasmittakaavassa sekä tutkittavien substraattien ominaisuuksien vaihtelun huomioiminen biokaasuteknologiassa Biokaasupanoskoe Biokaasupanoskokeissa tutkittiin materiaalin/substraatin metaanintuotannon potentiaalia ajan funktiona sekä tutkittavan materiaalin hajoamista prosessissa. Useammalla koesarjalla testattiin eroavuuksia eri syötemateriaaleille, koska tutkittavat substraatit tulivat kahdesta hyvin erilaisesta tehtaasta. Lisäksi niitä yhdistettiin erilliskerätyn keittiöbiojätteen kanssa. Kummankin tehtaan materiaaleista tehtiin myös seoskokeita. Kaikki koesarjat toteutettiin mesofiilisellä lämpötila-alueella Materiaalit ja menetelmät Biokaasupanoskokeella tarkoitetaan koetta, johon ei lisätä kokeen aikana uutta substraattia, vaan koe suoritetaan loppuun saakka yhdellä panoksella. Kokeet toteutettiin 5L vetoisilla lasireaktoreilla mesofiilisellä lämpötila-alueella (35 38 C) viiden viikon mittaisina koesarjoina (Kuva 2). Kokeet käynnistettiin käyttäen bakteerisiirrosta jo toiminnasta olevasta biokaasulaitoksesta (MTT Maaningan toimipisteen maatilakohtainen biokaasulaitos, joka käsittelee lypsylehmien lietelantaa ja pieniä määriä nurmibiomassoja). Siirroksen vaikutus vähennettiin laskennallisesti tuloksista. Lisäksi reaktoreiden ilmatila typetettiin kokeen käynnistämisen yhteydessä inertillä typpikaasulla, jolloin happi saadaan poistettua ja reaktorit saavuttavat anaerobiset olosuhteet nopeasti. Biokaasupanoskokeissa kaasuntuottavuus, niin tilavuuden kuin koostumuksen suhteen, analysoitiin viikoittain. Kokeen jälkeen määritettiin TS/VS -pitoisuudet (SFS3008), kuiva-aineen (TS) ja orgaanisen kuiva-aineen (VS) pitoisuudet, arvioiden substraatin hajoamista kokeissa. Lisäksi kustakin substraatista mitattiin ph ennen kokeen toteuttamista ja tarvittaessa substraatteja neutraloitiin (10 % NaOH). Kuivimpien substraattien kohdalla orgaanista kuormaa vähennettiin laimentamalla vedellä. Kuva 2. Biokaasu panoskoepulloja Savonian laboratoriossa. 9

11 Tulokset Biokaasupanoskokeilla kartoitettiin ensin kunkin substraatin metaanintuottopotentiaali, jonka jälkeen tehtiin seoskokeita. Seuraavissa taulukoissa on ensin esitetty Savon Sellun ja seuraavaksi Stora Enson biokaasupanoskokeissa saavutetut metaanintuottopotentiaalit ja tutkittavien substraattien/seos substraattien TS/VS pitoisuudet ennen koetta (Taulukko 2 ja Taulukko 3). Taulukko 2. Biokaasupanoskokeiden tulokset Savon Sellun substraateille. Metaanintuottavuus (Nm 3 CH4) on esitetty tuoretonnia (tfm), kiintoainetonnia (tts) ja orgaanisen aineen kiintoainestonnia (tvs) kohti sekä substraattien kokonaiskiintoaineksen sekä orgaanisen kiintoaineksen pitoisuus (%). Tutkittava materiaali: Nm 3 CH4/ Savon Sellu: tfm tts tvs TS- % VS- % Bioliete 0,23 37,01 77,72 0,63 0,30 Sekaliete 3,86 297,24 357,79 1,3 1,08 Kuivattu jae 35,15 142,02 162,35 24,75 21,65 Primaariliete neutraloituna 0,74 185,62 218,37 0,40 0,34 Bioliete + Sekaliete 1,13 80,00 103,68 1,42 1,09 Sekaliete + Kuivattu jae 5,65 100,75 119,49 6,68 5,67 Primaariliete + Bioliete 0,54 147,79 179,88 0,36 0,30 Primaariliete + Bioliete + Biojäte 6,07 250,19 279,17 1,95 1,73 Savon Sellun puhdistamolle tuleva 0,88 220,66 252,18 0,40 0,35 jätevesi, kesä Savon Sellun puhdistamolle tuleva jätevesi, talvi 0,97 186,36 201,89 0,53 0,25 Savun Sellun substraateille toteutetuista kokeista voidaan tulkita seuraavaa: Biokaasuntuottavuus Parhaiten toimivilla substraateilla, sekaliete ja primaariliete, tuottavuus sijoittuu yhdyskuntajäteveden ( Nm 3 CH 4/tVS) ja keittiöbiojätteen ( Nm 3 CH 4/tVS) välimaastoon (19). Sekalietteellä on yksittäisenä jakeena suurin metaanintuottopotentiaali. Biojätteen kanssa toteutetun kokeen perusteella biojätteellä pystytään metaanintuottoa kasvattamaan yli 30 %. Biojäte tuo mahdollisesti yksipuoliselle syötteelle puuttuvia hivenaineita ja ravinteita. Massareduktio vaihteli kokeissa 1-5 % välillä, riippuen tutkittavan substraatin kuiva-aineen määrästä. Kuivajakeella saavutettiin 5 % reduktio, vastaavasti enemmän vettä sisältävillä substraateilla jäätiin 1-3 % väliin. 10

12 Soveltuvuus biokaasuntuotantoon Visuaalisesti havainnoiden tutkittavat substraatit sisältävät paljon hajoamatonta puuperäistä massaa (Kappale 4.2.5). Metsäteollisuuden lietteiden biohajoavuus voi vaihdella välillä % sen ollessa heikompaa havupuulla verrattuna koivupuuhun. Tehdas käyttää raaka-aineena pelkästään koivua (20). Savon Sellun tapauksessa lietteet ovat hyvin happamia ja vaativat esikäsittelynä neutraloinnin. Tämä korostuu eritoten primaarilietteen kohdalla. Lietteet ovat hyvin vesipitoisia ja vaativat veden poistoa tai konsentrointia ennen biokaasumärkäprosessia. Bioliete sisältää vain vähän orgaanista ainesta ja soveltuu siksi heikosti biokaasumärkäprosessiin. Puhdistamolle tulevassa jätevedessä metaanintuottopotentiaali selvitettiin panoskokein kesäja talviajalta. Tuorepainoa kohden tuottavuus ei ole korkeaa luokkaa, mutta voisi olla soveliasta esimerkiksi nopeatyyppiseen UASB-reaktorimalliin (Upflow Anaerobic Sludge Blanket reactor). Kyseisessä jätevedessä on enemmän orgaanista materiaalia talviaikaan kuin kesällä. Kaikissa toteutetuissa panoskokeissa rikkivetypitoisuudet olivat hyvin korkeaa luokkaa (yli ppm), mutta vastaavasti metaanipitoisuudet olivat yli 70 % kaasun tilavuudesta. Analytiikan pohjalta materiaalin hajoaminen panostyyppisessä biokaasuprosessissa tapahtui tehokkaasti, käsittelyjäännöksen sisältäessä alle prosentin orgaanista kuiva-ainetta. 11

13 Taulukko 3. Biokaasupanoskokeiden tulokset Stora Enson substraateille. Metaanintuottavuus (Nm 3 CH4) on esitetty tuoretonnia (tfm), kiintoainetonnia (tts) ja orgaanisen aineen kiintoainestonnia (tvs) kohti sekä substraattien kokonaiskiintoaineksen sekä orgaanisen kiintoaineksen pitoisuus (%). Tutkittava materiaali: Nm 3 CH4/ Stora Enso: tfm tts tvs TS- % VS- % Primaariliete 5,69 198,79 258,43 2,86 2,20 Bioliete 0,05 6,30 11,06 0,79 0,45 Sekaliete 7,67 296,09 358,35 2,59 2,14 Kuivattu jae 71,85 168,27 249,23 42,70 28,83 Bioliete + kuivattu jae 7,96 169,80 273,57 4,69 2,91 Primaariliete + Sekaliete 2,83 186,52 292,15 1,52 0,97 GT-liete 13,76 149,46 191,71 9,21 7,18 Primaariliete + Bioliete 0,96 202,90 376,70 0,48 0,26 Primaariliete + Bioliete + Biojäte 8,26 406,09 492,24 2,03 1,68 Stora Enson substraateille toteutetuista kokeista voidaan tulkita seuraavaa: Biokaasuntuottavuus Biokaasuntuottavuus oli hieman korkeampaa luokkaa kuin toisella kohdetehtaalla. Parhaiten toimivilla substraateilla, sekaliete ja primaariliete sekä seoskokeista bioliete kuivatun jakeen kanssa ja primaariliete biolietteen kanssa, tuottavuus sijoittuu yhdyskuntajäteveden ( Nm 3 CH 4/tVS) ja keittiöbiojätteen ( Nm 3 CH 4/tVS) välimaastoon (19). Sekalietteellä oli yksittäisenä jakeena suurin metaanintuottopotentiaali. Biojätteen kanssa toteutetun kokeen perusteella biojätteellä pystytään metaanintuottoa kasvattamaan hieman yli 20 %. Analytiikan pohjalta materiaalin hajoaminen biokaasuprosessissa tapahtui tehokkaasti, käsittelyjäännöksen sisältäessä alle prosentin orgaanista kuiva-ainetta. Massareduktio vaihteli kokeissa 1-5 % välillä, riippuen tutkittavan substraatin kuiva-aineen määrästä. Kuivajakeella saavutettiin 5 % reduktio, kuin se enemmän vettä sisältävillä substraateilla jäi 1-3 % väliin. Soveltuvuus biokaasuntuotantoon Visuaalisesti havainnoiden substraatit olivat hyvin homogenisoitunutta orgaanista puuperäistä biomassaa, joiden ph:t olivat neutraalin tuntumassa. Lietteet ovat kuitenkin hyvin vesipitoisia ja vaativat veden poistoa tai konsentrointia ennen biokaasumärkäprosessia. Kaikissa toteutetuissa panoskokeissa rikkivetypitoisuudet olivat hyvin korkeaa luokkaa (yli ppm), mutta vastaavasti metaanipitoisuudet olivat jopa 80 tilavuus- % kaasun tilavuudesta. 12

14 Johtopäätökset Panoskokein selvitettiin erilaisten tutkittavien substraattien metaanintuottopotentiaalia ja niiden soveltuvuutta biokaasun märkäprosessiin. Jätevedenpuhdistusprosessin alkupäästä saatavat lietesubstraatit ovat hyvin vesipitoisia ja eivät sovellu sellaisenaan biokaasun märkäprosessiin. Vastaavasti aktiivilietelaitoksen jälkeen saatava kuivajae ruuvipuristimella (Stora Enso) tai suotonauhapuristimella (Savon Sellu) on liian kuivaa prosessiin. Yhdistämällä tämä jae prosessin alkupään vesipitoisten substraattien kanssa, on mahdollista saavuttaa korkea metaanintuottopotentiaali. Prosessista saatava biokaasu on suhteellisen korkealla metaanipitoisuudella, mikä todennäköisesti johtuu substraattien korkeista hiilipitoisuuksista. Biokaasu sisälsi paljon rikkivetyä, mikä voi inhiboida korkeina pitoisuuksina biokaasuprosessia. Korkea rikkipitoisuus metsäteollisuuden lietteissä on peräisin prosessista, jossa paperin ja kartongin valmistusprosessissa rikkiä käytetään ligniinin ja hemiselluloosan pilkkomiseen molekyylitasolla. Lisäksi rikin käytöllä keittoprosessissa asetyyliryhmien pitoisuus lisääntyy niin liuenneessa osassa puuta kuin kuidun pinnallakin. Rikkivedyn mahdollisesti aiheuttaman inhibition mahdollisuus tulee selvittää jatkuvatoimisin laboratoriomittakaavan kokein. Biokaasupanoskokeilla saadaan suuntaa antavaa tietoa kuinka kukin tutkittava substraatti tai substraattien seos käyttäytyy anaerobisissa olosuhteissa. Kokeet eivät kuitenkaan anna tietoa substraattien sisältämistä hivenaineista ja ravinteista ym. ominaisuuksista jotka ovat raamiehtoina hyvin toimivalle biokaasuprosessille. Nämä kokeet antoivat pohjan, mihin seikkoihin tulee jatkuvatoimisella biokaasulaitteistolla toteutettavissa biokaasukoeajoissa kiinnittää huomiota. Biokaasupanoskokeet eivät anna tietoa, kuinka tutkittavat substraatit käyttäytyvät anaerobisissa olosuhteissa kun niitä operoidaan jatkuvatoimisena prosessina. Substraattien ominaisuuksien ja metaanintuottopotentiaalin todentaminen jatkuvatoimisella biokaasulaitteistolla molempien kohde tehtaiden osalta sekalietteen osalta yhdistettynä kuivajakeen (Savon Sellu)/GT-jakeen (Stora Enso) kanssa ilmentyy potentiaalisimmaksi vaihtoehdoksi. 13

15 2.2. Tutkittavien substraattien ominaisuudet Molemmissa kohdetehtaissa muodostuu valtavat määrät, yli tuoretonnia, jätevettä vuositasolla jätevedenpuhdistamoiden käsiteltäväksi. Jätevedet sisältävät kaikki prosessi ja pesuvedet joita tehtaissa on käytetty. Tästä aiheutuu voimakkaita vaihteluita itse jäteveden puhdistamon prosessiin että lietteiden ominaisuuksien kuten orgaanisen aineen määrään. Näitä vaihteluita selvitettiin vuosien 2012 ja 2013 aikana seuranta-analytiikalla, joita toteutettiin molemmille tehtailla kolmena erillisenä seurantajaksona. Näytteiden ottaminen on toteutettu puhdistamohenkilökuntien toimesta kahtena keräilyjaksona talviaikaan ja yksi kesäaikaan. Seuraavissa taulukoissa (Taulukko 4 ja Taulukko 5) on esitetty Savon Sellun sekä Stora Enson kuiva-aineen ja orgaanisen kuiva-aineen pitoisuuksien vaihtelu keskiarvotuloksin kesä ja talvi aikaan. Lisäksi taulukoissa on esitetty minimi- ja maksimiarvo sekä mediaanitulos. Määritykset tehtiin standardin SFS3008 mukaisesti. Savon Sellun tapauksessa havaitaan bio- ja sekalietteen kuiva-aineiden pitoisuuksien olevan korkeammat kesäaikaan kuin talviaikaan. Vastaavasti primaarilietteellä tämä menee päinvastoin. Talviaikaan kartongin valmistusprosessi alkaa jäisestä puumateriaalista, joka ei prosessissa hajoa yhtä tehokkaasti kuin mitä kesäaikaan sulan raaka-aineen käsittelyssä. Taulukko 4. Savon Sellun lietefraktioiden TS/VS -analyysien seuranta-analytiikka. Talviajalla n = 43 ja kesäajalta n = 13. TS- % Primaariliete Bioliete Sekaliete Kesäaika Talviaika Kesäaika Talviaika Kesäaika Talviaika Keskiarvo 0,70 0,75 1,04 0,91 2,62 1,75 Min 0,44 0,33 0,38 0,32 1,82 0,87 Max 1,49 1,97 1,93 3,33 3,86 2,47 Mediaani 0,61 0,59 1,12 0,85 2,41 1,85 VS- % Primaariliete Bioliete Sekaliete Kesäaika Talviaika Kesäaika Talviaika Kesäaika Talviaika Keskiarvo 0,60 0,65 0,70 0,67 2,41 1,55 Min 0,38 0,22 0,14 0,17 1,63 0,75 Max 1,39 1,86 1,50 3,17 3,59 2,16 Mediaani 0,52 0,47 0,77 0,47 2,21 1,68 Stora Enson näytteiden keräilyn kohdalla sekaliete on kerätty ainoastaan kesäajalta. Primaari- ja biolietteen kuiva-aineen ja orgaanisen kuiva-aineen pitoisuudet ovat korkeammat kesä kuin talvi aikaan. Puhdistustehokkuutta heikentävät mm. sellutehtaan prosessihäiriöt jotka kasvattavat puhdistamolle tulevia jätevesipäästöjä ja talviaika jolloin lammikon lämpötilan lasku heikentää biologista toimintaa. Tuloksista havaitaan lietteiden kuiva-aineenpitoisuuksien valtava vaihtelu, joka heijastuu suoraan paperin valmistusprosessin vaihteluista. 14

16 Taulukko 5. Stora Enson lietefraktioiden TS/VS -analyysien seuranta-analytiikka. Talviajalla n = 53 ja kesäajalta primaari sekä biolietteen osalta n = 13 ja sekalietteelle n = 74. Primaariliete Bioliete Sekaliete TS- % Kesäaika Talviaika Kesäaika Talviaika Kesäaika Keskiarvo 4,27 2,29 0,73 0,41 3,89 Min 0,70 0,32 0,36 0,18 0,66 Max 10,42 7,14 1,22 0,81 7,05 Mediaani 3,50 1,79 0,69 0,38 4,30 Primaariliete Bioliete Sekaliete VS- % Kesäaika Talviaika Kesäaika Talviaika Kesäaika Keskiarvo 2,11 1,49 0,49 0,20 2,18 Min 0,29 0,12 0,20 0,04 0,24 Max 4,41 3,68 0,94 0,52 3,78 Mediaani 2,23 1,21 0,44 0,17 2,44 Erityistä huomiota kiinnitettiin molempien tehtaiden osalta sekalietteen ominaisuuksien, kuten ph:n, alkaliteetin ja haihtuvienrasvahappojen, vaihteluun biokaasuprosessin näkökulmasta katsottuna. Savon Sellun kohdalla sekalietteen ph vaihteli välillä 5,1 5,5. Vastaavasti arvot Stora Enson kohdalla sekalietteelle olivat välillä 6,1 6,5. Tutkittavien sekalietteiden puskurointikapasiteetti ja haihtuvat rasvahapot määritettiin titrimetrisesti useampana päivänä kerätyistä näytteistä (Kuva 3 ja Kuva 4) Alkaliteetti [mg CaCO3/l] VFA [mg CH3COOH/l] Kuva 3. Savon Sellun sekalietteen alkaliteetin ja haihtuvienrasvahappojen pitoisuuksien vaihtelu yhden viikon ajalta. 15

17 Savon Sellun kohdalla alkaliteetti vaihteli välillä mg CaCO 3/l ja haihtuvien rasvahappojen osuus mg CH 3COOH/l. Tuloksista nähdään että puskurikapasiteetti on sekalietteellä hyvin alhaista tasoa. Vastaavasti syöte sisältää melko korkeassa pitoisuudessa haihtuvia happoja, jota hapan ph indikoi. Anaerobisesti operoitavien substraattien alkaliteetin tulee olla tasolla mg CaCO 3/l, jotta prosessi pystyy kompensoimaan muodostuvia haihtuvia rasvahappoja (21). Mikrobien toiminnan kannalta optimaalisessa tilanteessa prosessiin syötetään neutraalia syötemateriaalia. Lisäksi itse biokaasuprosessissa muodostuu mikrobien toiminnasta johtuen haihtuvia rasvahappoja. Mikäli prosessiin syötetään hapanta ja lyhytketjuisia happoja sisältävää materiaalia, voi prosessi mennä herkemmin hapoille. Alkaliteetti [mg CaCO3/L] VFA [mg CH3COOH/L] SE-sekaliete SE-sekaliete SE-sekaliete SE-sekaliete SE-sekaliete Kuva 4. Stora Enson sekalietteen alkaliteetin ja haihtuvienrasvahappojen pitoisuuksien vaihtelu viiden vuorokauden ajalta. Stora Enson sekalietteen puskurikapasiteetti on hieman korkeampaa luokkaa, mg CaCO 3/l, jääden melko kauaksi tavoitteellisesta alkaliteetti pitoisuudesta. Tämäkin liete sisältää merkittävän paljon haihtuvia rasvahappoja, mg CH 3COOH/l. Tulosten perusteella lietteiden neutralointi ja puskurikapasiteetin nostaminen molempien tehtaiden osalta on todennettava koeajojen yhteydessä. 16

18 C, [g/l] & N, [mg/l] Stora Enson kohdalla selvitettiin lisäksi toukokuun keräilyjaksolta hiili typpi suhdetta syötettävän substraatin nestefraktiosta (Kuva 5). Optimaalisessa tilanteessa kyseisen suhteen tulee olla tasolla (19). Tämän tehtaan kohdalla hiilipitoisuus on korkea verrattuna typen osuuteen, nostaen tämän suhdeluvun tasolle 500. Jäteveden puhdistamon aktiivilietelaitoksen toiminnan näkökulmasta katsottuna typpeä ei prosessista puutu, mutta kyseinen suhdeluku ei ole optimaalinen biokaasuprosessille. Määritys on tehty pelkästään sekalietteen nestefraktion osuudesta. 4 3,5 N-tot. Liuk. [mg/l] C-tot. Liuk. [g/l] 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0 Kuva 5. Stora Enson sekalietteen liukoisen kokonaishiilen ja -typen pitoisuudet toukokuun seuranta jaksolta Biokaasukokeet jatkuvatoimisella biokaasulaitteistolla Ensimmäisen biokaasukokeen suunnittelu ja toteutus jatkuvatoimisella biokaasulaitteistolla perustui biokaasupanoskokeissa saavutettuihin esitietoihin. Kaikkiaan biokaasukokeita jatkuvatoimisella biokaasulaitteistolla toteutettiin kolme eri sarjaa. Kaikki koesarjat toteutettiin mesofiilisellä lämpötilaalueella. Ensimmäisessä sarjassa oli tutkittavana substraattina molempien tehtaiden osalta sekaliete, jota operoitiin kahdella rinnakkaisella reaktorilla. Koeajoa pystyttiin todentamaan tehokkaasti useamman viikon ajan, jonka jälkeen metaanintuottaja bakteerien toiminta hiipui pikku hiljaa. 17

19 Lietteiden alkuaineanalytiikkaan nojautuen selvitettiin mahdollisia puutteita itse syötteistä. Nämä yksipuolisen syötemateriaalin ominaisuudet pyrittiin ottamaan huomioon seuraavassa koeajossa. Koeajoa operoitiin sekalietteillä molempien tehtaiden osalta kahdella rinnakkaisella reaktorilla. Lisäksi koeajossa pyrittiin optimoimaan riittävän pitkä viipymä ja orgaaninen kuormitus käyttäen lisäsyötteenä kuivajaetta. Koeajossa oli mukana hivenainelisä suomalaiselta biokaasulaitokselta sekä lisäksi testikauden aikana valmistettiin oma hivenainelisä (JanMa 1) tehostamaan syötteiden anaerobista käsittelyä. Stora Enson reaktoreiden osalta pyrittiin kasvattamaan myös puskurikapasiteettiä. Viimeisimpänä toteutettiin vielä yksi koeajo Savon Sellun substraateille kahdella rinnakkaisella reaktorilla, joissa testattiin itse valmistettua hivenainelisää (JanMa 2) kompensoimaan puutteellisia hivenaineita. Lisäksi toisessa reaktorissa pyrittiin kasvattamaan puskurikapasiteettia. Operoitavina lietteinä käytettiin jo edeltävissä koeajoissa todennettuja sekalietettä yhdessä kuivajakeen kanssa Materiaalit ja menetelmät Laitteisto koostuu neljästä 12,6 l lasireaktorista (tehollinen tilavuus), joissa on mekaaninen sekoitus ja vesikiertoinen jatkuva lämmitys (Kuva 6). Reaktoreissa on kannessa sijoitettuna vesilukko, jottei reaktorin sisäpuolelle pääse paine kerääntymään. Prosessissa muodostuva biokaasu kerätään kaasulinjoja pitkin erillisiin kaasunkeräyspusseihin, joista se analysoidaan tilavuuden ja sisällön suhteen. Reaktorit ovat varustettu läpiviennillä, joten niihin voidaan lisätä ja poistaa tutkittavaa substraattia päivittäin (manuaalisesti). Laitteistolla voidaan simuloida täydenmittakaavan pitkäviipymälaitosta sekä seurata prosessin tilaa kaasun koostumukseen ja käsittelyjäännöksen analytiikkaan nojautuen Kaasujen analysointi Kuva 6. Jatkuvatoiminen biokaasulaitteisto. Kaasut analysoitiin GA2000 plus mittalaitteella, jossa on erilliset mitta-anturit ammoniakille, rikkivedylle, metaanille, hiilidioksidille ja hapelle. Kaasuanalysaattorin hiilidioksidin ja metaanin mittaaminen perustuu infrapunavalon absorboimiskykyyn ja hapen, ammoniakin ja rikkivedyn mittaaminen sähkökemialliseen kennoon. Lisäksi mittalaitteeseen kytketty tilavuuden mittasäiliö toimii kaasukellona. Kaasujen analytiikkaan tukeutuen pystytään laskemaan kunkin tutkittavan substraatin metaanintuottopotentiaalia, mikä perustuu muodostuvan kaasun määrään ja metaanipitoisuuteen. Laskennat suoritettiin tuorepainoa ja orgaanista kuiva-ainetta kohden. 18

20 Biokaasuprosessin käsittelyjäännöksen analytiikka Käsittelyjäännöksen analysoinnin tavoitteena on seurata biokaasuprosessin mikrobiologista tilaa. Analysointi suoritettiin tirimetrisiin ja kromatografisiin määritysmenetelmiin tukeutuen. Titrimetrisesti analysoitiin sekä prosessin puskurikapasiteetti eli alkaliteetti että haihtuvat rasvahapot. Prosessin mikrobiologista tilaa kuvaavien lyhytketjuisten rasvahappojen tarkat pitoisuudet määritettiin GC-MS analytiikalla (Kappale 3.3). Alkaliteetti kuvaa reaktorin/prosessin puskurikapasiteettiä eli kykyä vastustaa ph:n muutosta ja se ilmoitetaan ekvivalentisti muodossa mg CaCO 3/l tai mmol/l. Biokaasulaitoksessa suositeltava taso vaihtelee välillä mgcaco 3/l. Alkaliteettia aiheuttavat hydroksidien, karbonaattien ja vetykarbonaattien lisäksi silikaatit, fosfaatit, boraatit, arsenaatit ja aluminaatit. Karbonaattisysteemissä alkaliteettititrauksen päätepiste riippuu näytteen hiilidioksidipitoisuudesta titrauksen päättyessä. Hiilidioksidipitoisuus riippuu näytteen alkuperäisestä karbonaatti- ja vetykarbonaattikonsentraatiosta. Käytännön syistä titraus suoritetaan kuitenkin tiettyyn ph-arvoon käyttäen suolahappoa titranttina. Yleensä katsotaan alkaliteettiarvon vastaavan hiilihapon suolojen määrää. Alkaliteetin määrityksessä on käytetty Savonian laboratorion sisäistä menetelmää, joka noudattaa standardia SFS3005 soveltuvilta osin. Vastaavasti haihtuville rasvahapoille (Volatile Fatty Acid, VFA) on todennettu sekä potentiometrinen (titrimetria) menetelmä että tarkempi analytiikka kaasukromatografialla. Toimiva biokaasuprosessi on riippuvainen siinä esiintyvien bakteerien välillä vallitsevasta tasapainosta. Mikäli tämä tasapaino horjuu, haponmuodostajabakteerien tuottamien haihtuvien rasvahappojen pitoisuus nousee tiputtaen ph:n haitallisen matalaksi. Tällöin bakteerien toiminta heikentyy ja prosessi voi jopa lakata kokonaan. VFA määritys perustuu lietefraktion keittämiseen happamassa, jotta (Bi)karbonaatit hajoavat ja hiilidioksidi poistuu. H 2CO 3 H 2O + CO 2 Määritysmenetelmänä on käytetty Savonian laboratorion sisäistä menetelmää, jossa titranttina käytettiin natriumhydroksidia. Määritysmenetelmä soveltuu määritysalueelle mg CH 3COOH/l. Määritysmenetelmällä saadaan määritetyksi tietyllä ajanhetkellä vallitsevien kaikkien haihtuvien rasvahappojen määrä ilmaistuna ekvivalenttina etikkahapon määränä. Kaasukromatografialla voidaan määrittää prosessin tarkat happopitoisuudet. Prosessin voidaan todeta toimivan hyvin kun etikkahappopitoisuus on tasolla 0,06 %. Analyyseihin näytteet on esikäsitelty 10 % rikkihapolla, jolla pysäytetään mikrobiologinen toiminta. 19

21 Tulokset Koesarja numero 2: Biokaasukoe käynnistettiin neljällä reaktorilla käyttäen substraattina pelkkää ymppiä. Ymppi oli peräisin toiminnassa olevasta biokaasulaitoksen reaktorista (Maaningan MTT), jolla varmistettiin prosessin nopea käynnistyminen sekä oikea mikrobikanta. Ensimmäisten koeviikkojen aikana prosessi ajettiin ylös tutkittavilla substraateilla käyttäen viipymänä 28 vuorokautta. Ensimmäisten 4 viikon aikana reaktoreiden ymppiä korvattiin pelkällä sekalietteellä jonka jälkeen koeajoon otettiin mukaan myös kuivattu jae. Sekaliete itsessään sisältää runsaasti vettä ja täten kuivajakeella nostettiin OLR (Orgaaninen kuormitus [g VS/(Rm 3 d)], Organic Loading Rate) halutulle tasolle. Koeajo toteutettiin syöttösuunnitelman mukaisesti, jossa laskennallisena HRT:na (viipymäaika [d], Hydraulic Retention Time) käytettiin 28 vuorokautta ja OLR:na g VS/(Rm 3 d). Reaktoreita R1 ja R2 operoitiin Savon Sellun substraateilla (Kuva 7) ja reaktoreita R3 ja R4 (Kuva 8) Stora Enson substraateilla. Stora Enson tapauksessa kuivajakeen sijaan käytettiin gravitaatiopöydän jälkeistä substraattia (ko. tehtaan tapauksessa lietteiden käsittelyn viimeinen vaihe on kaksiosainen ja GT-jae oli kuiva-ainepitoisuudeltaan soveliaampaa biokaasukokeeseen). Reaktoriin R2 otettiin mukaan koeviikolla 11 hivenainelisä joka on käytössä suomalaisella biokaasulaitoksella ja R1 reaktori toimi kokeen referenssi reaktorina. R4 reaktorissa testattiin myös samaisen biokaasulaitoksen hivenainelisää muutaman viikon ajan, jonka jälkeen otettiin käyttöön koeviikolla 8 itse valmistettu hivenainelisä. Lisäksi R4 reaktorissa testattiin puskurikapasiteetin nostamista koeviikosta 11 alkaen. R3 reaktori toimi Stora Enson kokeiden osalta referenssi reaktorina. Savon Sellu: Esikokeiden perusteella tiedettiin sekalietteen sisältävän orgaanista kuiva-ainetta 2,5 % ja kuivajakeen 21 % (SFS3008). Lisäksi sekalietteen tiedettiin olevan hapanta, joten liete neutraloitiin ennen syöttöä (10 % NaOH). Savon Sellun lietefraktioilla toteutettu koeajo (Kuva 7) on esitetty seuraavassa kuvassa ilman prosessin ylösajon operointiviikkoja. Koeajo on toteutettu kalenteriviikkojen aikana ja prosessin molempiin reaktoreihin R1-R2 on lisätty rautakloridia eliminoimaan rikkivedyn muodostumista. Koeviikkojen ajan reaktoreihin syötettiin yhteensä 19 g VS/d substraatteja. Koeviikkojen ajan oli suomalaiselta biokaasulaitokselta saatu lisäravinne mukana R2 reaktorissa. Lisäravinnetta annosteltiin samassa suhteessa kuin ko. laitoskin käyttää. Koeviikkojen aikana syöttö suoritettiin kahdesti päivässä molempiin reaktoreihin. Viikolla 16 syöttö oli jäänyt tekemättä. Koeviikon 6 R1 reaktorin korkea tuottavuus jää vaille selvitystä sillä, mitään merkittävää ei operoinnissa tapahtunut. 20

22 Metaani saanto NI CH4/vk Metaanipitoisuus, % R1 NI CH4 R2 NI CH4 R1 CH4-% R2 CH4-% Kuva 7. Savon Sellun JATO-koeajon metaanintuottavuus litroina koeviikkoa kohden (vasen akseli) ja metaanipitoisuus (oikea akseli). Keskiarvollisesti metaanintuottopotentiaalia sijoittuu Savon Sellun tapauksessa Nl CH 4/koeviikko, mikä vastaa syötettä kohden Nm 3 CH 4/tVS. Metaanintuottavuudellisesti tämä ei ole kovin korkeaa luokkaa. Verrattaessa kirjallisuuteen se vastaa lehmän lietteen tuottavuutta 200 Nm 3 CH 4/tVS, mutta jää esimerkiksi keittiöbiojätteen (500 Nm 3 CH 4/tVS) tai yhdyskuntajäteveden ( Nm 3 CH 4/tVS) vastaavasta arvosta (19). Kuvaajasta havaitaan myös reaktoreiden syötön jaksottamisen vaikutus (vk 12 15), jolloin saadaan selkeästi metaanituottavuus nousemaan. On jopa suositeltavaa että reaktoreita syötettäisiin neljä kertaa vuorokaudessa (19). Biokaasulaitoksissa metaanipitoisuudet voivat vaihdella hyvin voimakkaastikin, mutta tämän tehtaan substraateilla metaanipitoisuus pysyttelee 70 % tuntumassa. Koko koeajon ajan ph pysytteli tavoitteellisesti neutraalina pysyen välillä 6,8 7,4. 21

23 Molempien reaktoreiden kaasun koostumukset mitattiin (Taulukko 6) koeajon ajan. Niistä havaitaan biokaasun korkean metaanin pitoisuuden riippumattomuus rikkivedystä. Rikkivety redusoitiin korkeimmasta maksimiarvostaan, lähes ppm, jopa alle 100 ppm. Tämä ei kuitenkaan merkittävästi lisännyt metaani pitoisuutta tai tuottavuutta. Kun metaanintuottavuus on suurinta, metaanipitoisuus on korkeimmillaan ja rikkivety pitoisuus vaihtelee alle sadasta muutaman sadan ppm pitoisuuteen. Biokaasuprosessissa tulee metaanintuottajabakteerien ja sulfaattia redusoivien bakteerien välillä vallita tasapaino. Sulfaatit jakaantuvat prosessissa käyttäen hyväkseen vetyä ja asetaatti-ionia. Tämä kuitenkin aiheuttaa kilpailun metaanintuottajabakteerien kanssa, koska nekin tarvitsevat vetyä ja asetaatteja muodostaakseen metaanimolekyylejä. Kun sulfaatti-ioneja on suhteessa substraattiin vähemmän, metaanintuottajabakteerit saavat helpommin vetyä ja asetaatteja. Samalla metaanintuottavuus optimoidaan (22). Taulukko 6. Reaktoreiden R1-R2 eli Savon Sellun koeajon kaasunkoostumukset molempien reaktoreiden osalta. Taulukossa on esitetty metaanintuottavuus (Nl), metaanipitoisuus (%) sekä ammoniakki että rikkivetypitoisuus (ppm). R1 NI R1 CH4-% R1 H2S R1 NH3 R2 NI R2 CH4-% R2 H2S R2 NH3 Koeviikko CH4 ppm ppm CH4 ppm ppm

24 Reaktoreiden käsittelyjäännöksestä toteutettiin TS/VS analytiikka (Taulukko 7). Hyvin toimivassa biokaasureaktorissa substraattien VS-pitoisuus hajoaa parin prosentin luokkaan, kun maksimissaan prosessin kokonaiskuiva-ainepitoisuus voi olla 15 %. Tulosten perusteella voidaan todeta substraattien hajonneen tehokkaasti. Taulukko 7. JATO-koeajon (nro 2) käsittelyjäännöksen TS/VS määritystulokset (SFS3008) Savon Sellun reaktoreille. Koeviikko Reaktori 1 Reaktori 2 TS-% VS-% ph TS-% VS-% ph 5 2,28 1,68 7,15 0,66 0,46 6,65 9 2,24 1,9 6,44 2,15 1,83 6, ,59 2,05 6,98 2,72 2,27 6, ,69 2,3 6,85 2,2 1,87 6,89 Molempien reaktoreiden käsittelyjäännöksistä määritettiin titrimetrisesti puskurikapasiteetti ja haihtuvat rasvahapot. Käsittelyjäännösten puskurikapasiteetti vaihteli välillä mg CaCO 3/l. Vastaavasti haihtuvat rasvahapot vaihtelivat välillä mg CH 3COOH/l. VFA/alkaliteetti suhde kuvaa prosessin tilaa sekä syöttösuhteen oikeellisuutta ja sen optimaalinen arvo voi vaihdella välillä 0,1-2,5 (22). Savon Sellun tehtaan kohdalla optimaalinen suhde on 0,4 tasolla, jolloin metaanintuottavuus on suurinta ja muista hapoista havaitaan vain etikkahappoa pieninä pitoisuuksina. Näin tulee hyvin toimivassa biokaasuprosessi ilmentyäkin. Stora Enso: Esikokeiden perusteella tiedettiin sekalietteen omaavan 3,5 % orgaanista kuiva-ainetta ja GT-jakeen 8,5 %. Lietteiden ph oli luontaisesti neutraalin tuntumassa joten neutralointia ei ollut tarvetta suorittaa. Stora Enson lietefraktioilla toteutettu koeajo on esitetty seuraavassa kuvassa (Kuva 8). Teknisistä tekijöistä johtuen R3 reaktori käynnistettiin uudelleen juuri ennen kuvassa esitettyä aikajaksoa, joten metaanintuottavuudessa havaitaan vielä ympin vaikutus. Koeajo toteutettiin kalenteriviikkojen aikana. Koeviikkojen ajan syötettiin yhteensä 19 g VS/d substraatteja. R3 reaktorissa oli rautakloridi koko koeajon mukana eliminoimassa rikkivedyn muodostumista, R4 reaktorista se jätettiin viikon 13 jälkeen pois. Koeviikoilla 6 ja 7 R4 reaktorissa oli mukana ravinnelisä suomalaiselta biokaasulaitokselta, jonka jälkeen otettiin käyttöön itse valmistettu ravinnelisä JanMa 1 sen ollessa käytössä koeajon loppuun saakka. Koeviikkojen 6-10 ajan reaktoreita syötettiin kahdesti päivässä ja koeviikolla 11 syöttö on jäänyt suorittamatta. Koeviikkojen ajan oli R4 reaktorissa mukana natriumkarbonaatti nostattamassa puskurikapasiteettia. 23

25 Metaani saanto NI CH4/vk Metaanipitoisuus, % R3 NI CH4 R4 NI CH4 R3 CH4-% R4 CH4-% 90,0 80,0 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 Kuva 8. Stora Enson JATO-koeajon metaanintuottavuus litroina koeviikkoa kohden (vasen akseli) ja metaanipitoisuus (oikea akseli). Stora Enson lietefraktioilla saavutettiin hieman korkeampaa metaanintuottavuutta Savon Sellun tehtaaseen verrattuna keskiarvollisesti sen vaihdellessa välillä Nl CH 4/koeviikko, mikä vastaa syötettä kohden Nm 3 CH 4/tVS. Metaanintuottavuudellisesti tämä sijoittuu lehmänlietteen (200 Nm 3 CH 4/tVS) yläpuolelle, sen kuitenkin jäädessä yhdyskuntalietteen ( Nm 3 CH 4/tVS) ja keittiöbiojätteen (500 Nm 3 CH 4/tVS) välimaastoon (19). Kuvaajasta havaitaan saavutettu tasainen biokaasun tuottavuus syötön jaksottamisen aikana (vk 6-10) sekä tuottavuuden kasvaminen oman ravinnelisän mukaan ottamisen jälkeen (vk 8). Laskennallisesti ymppi vaikuttaa tämän kokoluokan reaktoreissa jopa 12 koeviikon ajan. Näin ollen tulosten vertaaminen koeviikkojen 1-10 väliltä ei ole realistinen, koska R3 reaktorissa ympin vaikutus lisää metaanin tuottavuutta. Vastaavasti kun reaktoreiden tuottavuutta verrataan koeviikosta 12 eteenpäin, hivenainelisällä ja puskurikapasiteetin nostamisella saavutettiin jopa kolminkertaisesti enemmän metaania. Reaktoreiden ph pysytteli neutraalin tuntumassa pysyen välillä 6,8 7,4 koko koeajon ajan. R3 reaktorista jätettiin tietoisesti ravinnelisä pois koeviikon 15 jälkeen, jolloin prosessi alkoi hiipua, metaaninpitoisuus laskea ja vastaavasti haihtuvien rasvahappojen osuus nousta. 24

26 Kaasunkoostumuksista (Taulukko 8) havaitaan reaktorin R3 kohdalta, ettei rikkivedyn redusoiminen prosessista merkittävästi lisää metaanintuottavuutta. Itse asiassa korkeampi metaanipitoisuus saavutetaan reaktorilla R4, jossa on mukana hivenainelisän syöttö sekä puskurikapasiteetin nostaminen natriumkarbonaatilla. Kun R4 reaktorista jätettiin rautakemikaalin syöttö pois, ei rikkivety noussut kovinkaan suuriin pitoisuuksiin. Tähän voidaan oletettavasti pitää syynä natriumkarbonaatin syöttöä. Sen lisäksi että karbonaatti neutraloi prosessia, natrium voi metallin tavoin saostaa syötteiden rikkiä natriumsulfidiksi vähentäen rikkivedyn muodostumista. Myös hivenaineiden ja ravinteiden optimaalisella tasolla on suora vaikutus kevyen rikkivetymolekyylin muodostumisen eliminoitumiseen. Taulukko 8. Reaktoreiden R3-R4 eli Stora Enson koeajon kaasunkoostumukset molempien reaktoreiden osalta. Taulukossa on esitetty metaanintuottavuus (Nl), metaanipitoisuus (%) sekä ammoniakki että rikkivetypitoisuus (ppm). Koeviikko R3 NI R3 CH4-% R3 H2S R3 NH3 R4 NI R4 CH4-% R4 H2S R4 NH3 CH4 ppm ppm CH4 ppm ppm 1 18,90 60, ,2 33, ,60 59, ,6 42, ,27 61, ,1 75, ,34 63, ,5 70, ,85 60, ,1 68, ,71 62, ,6 62, ,71 62, ,1 69, ,19 66, ,5 62, ,19 61, ,6 61, ,21 66, ,0 64, ,74 64, ,1 63, ,99 64, ,5 65, ,63 65, ,3 71, ,15 65, ,6 76, ,13 71, ,7 73, ,18 60, ,0 81, ,46 52, ,2 74, ,73 40, ,8 73,

27 Koeajon käsittelyjäännösten materiaalien hajoamista seurattiin TS/VS analytiikkaan nojautuen (Taulukko 9). Tuloksista voidaan nähdä tehokas lietteiden hajoaminen sekä prosessin neutraalina pysyminen. Taulukko 9. JATO-koeajon (nro 3) käsittelyjäännöksen TS/VS määritystulokset (SFS3008) Stora Enson reaktoreille. Koeviikko Reaktori 3 Reaktori 4 TS-% VS-% ph TS-% VS-% ph 3 4,91 2,59 7,16 5,67 2,50 7,32 7 3,99 1,78 6,90 4,11 1,74 6,93 8 3,91 1,80 6,89 3,66 1,44 6, ,27 1,75 6,77 4,14 1,69 6, ,50 1,61 6,89 4,07 1,79 6, ,43 1,46 6,90 4,35 1,95 6, ,26 2,07 6,87 3,98 1,70 6, ,88 1,91 6,75 4,28 1,90 6, ,37 2,23 6,28 4,84 2,12 6,95 Reaktoreista toteutettiin viikoittain titrimetriset analyysit sekä tarkempi happojen analytiikka kaasukromatografisesti. R3 reaktorissa lehmänlietteen vaikutus puskurikapasiteettiin oli havaittavissa koeajon alkuvaiheessa, sen hiipuessa reaktorin massan vaihtuessa kokonaan metsäteollisuuden lietteeksi. Alkaliteetti vaihteli koeajon loppuosassa välillä mg CaCO 3/l ja haihtuvat rasvahapot välillä mg CH 3COOH/l. Reaktorissa R4 alkaliteetti pysyi koko koeajon ajan mg CaCO 3/l tuntumassa, haihtuvat rasvahapot vaihtelivat välillä mg CH 3COOH/l. Tulosten perusteella optimaalisin VFA/alkaliteetti suhde on 0,5 luokkaa. Alkaliteetti saadaan natriumkarbonaatti syötöllä kaksinkertaistettua verrattuna lietteen alkuperäiseen (Kuva 4) pitoisuuteen. Määritykset sekalietteen luontaiselle puskurikapasiteetille ja VFA pitoisuudelle on tehty vastaavalla tavalla kuin käsittelyjäännöksellekin. Karbonaattisyöttö kompensoi eri happojen muodostumista ja lisää prosessin stabiilisuutta. 26

28 Metaanipotentiaali Nm3 CH4/t VS lietettä Koesarja numero 3: Koeajo käynnistettiin edeltävän koeajon tapaan pelkällä ympillä (MTT) kahdella reaktorilla (R1-R2), jonka jälkeen materiaalia alettiin välittömästi vaihtaa tutkittaviksi substraateiksi. Syötettävinä substraatteina käytettiin Savon Sellun sekalietettä yhdessä suotonauhapuristimen jälkeisen kuivajakeen kanssa. Reaktoreita operoitiin käyttäen HRT:na 28 vuorokautta. Ensimmäisten 9 koeviikon ajan syöttö tapahtui kolmesti viikossa ja viimeisten 6 koeviikon ajan viidesti viikossa. Syöttömäärä (VS-syöttö) pidettiin viikkotasolla vakiona (27 g VS/d) koko koeajon ajan ja seossyötteen orgaanisen aineen osuus oli 6,2 %. Koeviikosta 3 alkaen oli molemmissa reaktoreissa mukana itse valmistettu hivenainelisä (JanMa 2). Lisäksi reaktorissa R2 pyrittiin puskurikapasiteettiä kasvattamaan karbonaatti syötöllä. R2 reaktori jouduttiin huoltoteknisistä syistä aukaisemaan koeviikolla 4, joten kyseiseltä viikolta ei ole biokaasun tuottavuutta. Koeajossa todetut metaanintuottopotentiaalit on esitetty seuraavissa kuvissa. Kuva 9 esittää metaanintuottopotentiaalin orgaanista kuiva-ainetonnia kohden ja Kuva 10 tuoretonnia kohden saavutetun potentiaalin koeviikossa. Kokonaisuutena koeajossa saavutettiin tasainen, mutta melko heikko kaasuntuottavuus, metaanintuottavuuden vaihdellessa välillä Nm 3 CH 4/tVS. Metaanintuottavuudellisesti tämä sijoittuu lehmän lietteen (200 Nm 3 CH 4/tVS) tuottavuuden tasolle. 300,00 250,00 200,00 150,00 100,00 50,00 0,00 R1 Nm3 CH4/t VS R2 Nm3 VH4/t VS Koeviikko Kuva 9. Kolmannen JATO-koeajon metaanintuottavuus litroina koeviikossa VS-tonnia kohden Savon Sellun lietteen koeajolle. Tarkasteltaessa tuottavuutta syötetyn substraatin tuoretonnia kohden havaitaan tuottavuuden pysyttelevän 10 Nm 3 CH 4/tFM tuntumassa (mediaani 9,2-9,4 Nm 3 CH 4/tFM). Verrattaessa tätä kirjallisuuteen, vastaa se lehmän lietteen (7-14 Nm 3 CH 4/tFM) ja yhdyskuntajäteveden (5-12 Nm 3 CH 4/tFM) tuottavuutta (19). 27

29 Metaanipotentiaali Nm3 CH4/t FM lietettä 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 6,00 4,00 2,00 0, Koeviikko R1 Nm3 CH4/t FM R2 Nm3 CH4/t FM Kuva 10. Kolmannen JATO-koeajon metaanintuottavuus litroina koeviikossa tuoretonnia kohden Savon Sellun lietteen koeajolle. Sekaliete oli luontaisesti hapanta ja omasi heikon puskurikapasiteetin (Kuva 3). Puskurikapasiteettiä pyrittiin nostattamaan natriumkarbonaattisyötöllä reaktoriin R2. Lisäksi sekalietteen osalta käytettiin esikäsittelynä neutralointia 10 % NaOH-liuoksella. R1 reaktorissa käsittelyjäännöksen alkaliteetti vaihteli välillä mg CaCO 3/l ja vastaavasti R2 reaktorissa mg CaCO 3/l. R2 reaktorissa pystyttiin hieman kasvattamaan prosessin puskurointikykyä, mutta se ei vastannut kuitenkaan tavoitteellista mg CaCO 3/l tasoa. Natriumkarbonaatti syöttö on kuitenkin pitänyt R2 reaktorissa metaanintuottavuuden koeajossa hieman korkeampana. Mikäli biokaasuprosessiin syötettävän biomassan luontainen alkaliteetti eli puskurointikyky on heikko, on suositeltavaa kasvattaa sitä kemikaalein. Myös mikäli metaanintuottajabakteerit eivät ennätä käyttämään kaikkia prosessissa muodostuvia haihtuvia rasvahappoja, tulee prosessi olosuhteita neutraloida puskurikapasiteetin kasvattamisella. Useita kemikaaleja voidaan käyttää säätämään alkaliteettia, mutta koska metaania muodostavat bakteerit vaativat vetykarbonaattia kokonaisalkaliteettiin, kemikaalit jotka vapauttavat vetykarbonaatteja ovat suositeltavimpia käyttää. Lisäksi natrium ja kaliumpohjaiset kemikaalit ovat vähiten haitallisia prosessin bakteerien mikrobiologialle (21). Seuraavassa taulukossa (Taulukko 10) on esitetty koeviikkojen osalta kummankin reaktorin käsittelyjäännöksen kuiva-aineen ja orgaanisen kuiva-aineen osuudet sekä ph. Ymppi vaikuttaa tämän kokoluokan reaktoreissa noin 8 viikon ajan. Tuona aikana on biomassan hajoaminen tapahtunut tehokkaasti ja käsittelyjäännöksessä on orgaanisen aineen osuus ollut parin prosentin luokkaa. Ympin vaikutuksen jälkeen lähtee käsittelyjäännöksen VS-pitoisuus kasvamaan, mikä tarkoittaa biomassan huuhtoutuneen prosessin läpi. Kaikki potentiaalinen orgaaninen aines ei ole hajonnut prosessissa. ph on pysytellyt koko koeajon ajan tavoitteellisesti neutraalin tuntumassa. 28

30 Taulukko 10. JATO-koeajon (nro 3) käsittelyjäännöksen TS/VS -määritystulokset (SFS3008). Reaktori 1 Reaktori 2 Koeviikko TS-% VS-% ph TS-% VS-% ph 1 3,11 2,13 7,45 3,17 2,17 7,42 2 2,93 2,14 7,34 3,01 2,20 7,33 4 2,74 2,13 7,24 2,69 2,07 7,23 5 0,96 0,58 7,21 1,89 1,39 7,18 6 3,37 2,87 7,07 4,33 3,77 7,06 7 4,87 4,30 7,08 5,07 4,49 7,07 8 4,94 4,41 7,43 7,01 6,37 7,48 9 7,25 6,59 6,82 7,39 6,74 6, ,90 6,31 6,89 6,38 5,77 6, ,51 5,96 6,85 6,52 5,90 6, ,22 5,69 6,95 6,21 5,62 6, ,24 5,80 6,95 6,35 5,78 6, ,18 5,70 6,80 5,91 6,89 6, ,43 5,95 6,61 7,65 6,95 6,93 Myös kaasun koostumus analysoitiin koeajossa ja Taulukko 11 esittää kunkin koeajoviikon keskiarvolliset kaasunkoostumukset. Tuloksista havaitaan metaaninpitoisuuden tasainen 60 % pitoisuus koko koeajon ajalta. Ammoniakkia ei biokaasuun ole juuri kertynyt ja rikkivetypitoisuus on pysytellyt inhimillisellä tasolla ilman rikkivedyn redusointia. Ravinteiden ja hivenaineiden optimoiminen eliminoi pienin rikivetymolekyylin muodostumista ja kun tuo pitoisuus jää noin alhaiseksi (alle ppm) on se jatkokäsittelyteknologian näkökulmasta helposti puhdistettavissa. Myöskään inhibitiota ei voi epäillä biokaasuprosessissa tapahtuneen. 29

31 Taulukko 11. Reaktoreiden R1-R2 eli Savon Sellun koeajon kaasunkoostumukset molempien reaktoreiden osalta. Taulukossa on esitetty metaanintuottavuus (Nl), metaanipitoisuus (%) sekä ammoniakki että rikkivetypitoisuus (ppm). Koeviikko R1 Nl R1 CH4 R1 NH3 R1 H2S R2 Nl R2 CH4 R2 NH3 R2 H2S CH4 (%) (ppm) (ppm) CH4 (%) (ppm) (ppm) 1 19,98 56, ,72 47, ,47 61, ,35 60, ,06 64, ,94 63, ,88 61, ,04 5, ,93 62, , ,02 60, ,49 60, ,03 60, ,73 61, ,70 62, ,15 59, ,60 62, ,87 62, ,85 59, ,94 61, ,77 59, , ,58 58, ,58 61, ,63 56, ,49 58, ,24 52, ,53 55, ,75 47, ,49 59,9 20, Johtopäätökset Pitkän koeajon (koeajo 2) aikana havaittiin metsäteollisuuden substraattien soveltuvan biokaasun märkäprosessiin tietyillä raamiehdoilla, jolloin metaanintuottopotentiaali vastaa yhdyskuntajäteveden tuottavuutta tai jopa vähän enemmänkin. Lietteiden operointi pitkäjänteisesti kertoi niiden ominaisuuksien vaihtelevuudesta ja mahdollisista inhiboivista komponenteista. Biokaasuprosessin stabiilin toimimisen raamiehtoina voidaan todeta lietteiden ominaisuuksista muun muassa korkea hiilipitoisuus, puutos hivenaineista (Mg, Cu, Co ja B) ja ravinteista (K ja P). Lisäksi lietteet omaavat alhaisen puskurikapasiteetin ja ovat hyvin happamia. Ilman hivenaineiden ja ravinteiden tasapainottamista, prosessin VFA pitoisuus kohoaa ja ph tippuu arvon 5 alapuolelle, jolloin metaanintuottajabakteerit tuhoutuvat. 30

32 Koeajossa tutkimuksen alla olleet substraatit sisälsivät runsaasti vettä ja olivat suspendoituvia. Lietteet ovat visuaalisesti havainnoiden kuitumaisia ja eivät täten sekoitu kunnolla. Kaikki syötetty massa ei myöskään hajonnut prosessissa. Tällaiset biomassan ominaisuudet automaattisesti heikentävät metaanintuottopotentiaalia. Lietteiden sekoittumisominaisuuksia on syytä tutkia tarkemmin esimerkiksi kemiallis-fysikaalisin menetelmin ennen laiteinvestointeja jätevedenpuhdistamoiden yhteyteen. Panoskokein potentiaaliseksi syötteeksi todettu sekaliete sisältää biokaasun märkäprosessiin liikaa vettä ja vastaavasti kuivajae on märkäprosessiin liian kuivaa. Näiden jakeiden yhdistämisellä voidaan prosessi saada toimivaksi, mutta mahdollista esikäsittelyä sekoituksen tehostamiseksi kannattaa myös harkita Pilot-mittakaavan biokaasulaitteiston testaaminen tehdasympäristössä Mobiili biokaasulaitosta testattiin ensimmäistä kertaa hieman yksipuolisille syötteille. Aikaisemmat koeajot ovat keskittyneet yhdyskuntajäteveden ja lehmänlannan ympärille. Pilot-mittakaavan koeajoilla päätarkoituksena oli päästä mallintamaan täydenmittakaan biokaasulaitosta. Pilotoinnin yhtenä tavoitteena oli seurata jäteveden päivittäistä vaihtelevuutta biokaasuprosessin näkökulmasta katsottuna. Pilotonnin operoinnista vastasi opinnäytetyöntekijä ja operoinnista valmistuu erillinen opinnäytetyö Materiaalit ja menetelmät Siirrettävä biokaasutuslaitos eli Mobiili (Kuva 11) on merikontin sisään rakennettu siirrettävä koelaitos. Kyseistä laitosta voidaan operoida niin jatkuvatoimisesti kuin panostyyppisestikin. Syötettäessä jatkuvatoimiseen prosessiin materiaalia, poistuu samanaikaisesti käsittelyjäännöksen suuruinen määrä materiaalia prosessista ylivaluntana. Koelaitoksessa ei ole integroitua varastoa syötteille vaan varastointiin on varattava erillinen tila. 31

33 Koulutus- ja tutkimuskäyttöön tarkoitetusta pilot-koelaitoksesta löytyy kaksi erillistä 3 m 3 reaktoria varustettuna mekaanisilla sekoittimilla, kaasuvarasto (1 m 3 ) jonne kaasu johdetaan ja kaasukattila jolla kaasu poltetaan energiaksi. Reaktoreissa voidaan säätää lämpötilat, joten niitä voidaan prosessoida sekä meso- että termofiilisenä. Muodostuneella biokaasulla lämmitetään vesivaraajan vesisisältöä sekä lisäksi itse koelaitosta sekä reaktoreita. Reaktoreihin voidaan syöttää sekä kiinteää materiaalia että pumpattavaa nestemäistä lietettä. Kiinteän materiaalin syöttö suoritetaan ruuvikuljettimen kautta. Kiinteät syötteet murskataan tarvittaessa, jota varten koelaitoksesta löytyy erillinen automatiikalla ohjattava murskainyksikkö. Ruuvikuljettimen kautta syötöt voidaan ajastaa, mutta itse syötettävä materiaali on manuaalisesti nostettava kuljettimelle. Pumpattavia nestemäisiä lietteitä voidaan ajaa prosessiin automatiikalla erillisen pumpun avulla. Kaikkea pystytään prosessoimaan tietokoneen avulla ja prosessin ohjelmointi on muutenkin helppoa ohjauspaneelin kautta. Koelaitos ilmoittaa vikatilanteista prosessihoitajalle valvontatekstiviestein. Lisäksi koelaitokselta löytyy lämpötila-anturit, joilla seurataan reaktoreiden lämpötilaa. Kaasulinjassa on metaanianturit ja molempien reaktoreiden kaasulinjassa omat kaasun virtaamamittarit. Muodostuneen biokaasun tuottavuustiedot (määrän ja metaaninpitoisuuden) järjestelmä tallentaa automaattisesti tietokantaan Excel-tiedostoina. Kuva 11. Siirrettävä biokaasutuslaitos eli Mobiili. 32

34 Tulokset Pilotointi toteutettiin aikajaksolla Varkauden Stora Enson jätevedenpuhdistamolla. Koelaitoksen reaktoreita operoitiin mesofiilisellä lämpötila-alueella sekalietteellä yhdessä GT-jakeen kanssa. Syöteseoksen VS-pitoisuus vaihteli koeajon aikana 7-10 % välillä. Koelaitokseen syöttö tapahtui kahdesti arkipäivisin. Kokeet käynnistettiin Maaningan biokaasulaitokselta noudetulla ympillä ja prosessi ajettiin pikku hiljaa ylös pelkällä sekalietteellä. Kun prosessi oli saatu stabiilisti toimimaan, otettiin lisäsyötteeksi GT-jae koeajoon mukaan. Lisäksi viimeisenä kuukautena oli toisessa reaktorissa (Reaktori R1) mukana biojäte, jolla korvattiin GT-jakeen syöttö. Koeajoissa oli mukana hivenainelisä suomalaiselta biokaasulaitokselta alkaen, jolla pyrittiin mikrobien hivenaineiden määrä tasapainottamaan. Lisäksi reaktori R2:ssa pyrittiin lieteseosta neutralisoimaan natriumkarbonaatti syötöllä. Ensimmäisten koeviikkojen aikana oli ongelmana hapoille meno ilmiö, ennen ravinnelisän syöttöä. Lisäksi koeajoissa havaittiin ensimmäisten kuukausien aikana kaasuntuottavuuden jäävän paljon alhaisemmaksi, jopa kolmasosaan, mitä oli samaan aikaan saavutettu laboratorion JATO-laitteistolla. Koelaitoksesta etsittiin mahdollisia vuotokohtia, niitä kuitenkaan paikantamatta. Myös kaasunvirtaamamittareiden toimivuutta testattiin ja ne päätettiin vaihtaa kaasukellomittareihin koeajojen loppuajaksi. Täten pilotoinnin tuloksia voidaan käsitellä koeviikosta 17 eli alkaen. Koelaitoksessa sekoitus toimii jatkuvana eikä sitä pystytty jaksottamaan. Tämä seikka voi vaikuttaa suoraan kaasuntuottavuuteen, sillä optimaalisessa tilanteessa sekoitus on jaksotettu ja reaktorissa liete pääsee laskeutumaan syöttöjen välissä. Sekoituksen tärkeys korostuu kun syötettävän materiaalin kuiva-ainepitoisuus nousee yli 5 prosentin. Lietteen poisto pitäisi optimaalisessa tilanteessa pystyä tekemään laskeutuneesta lietteestä reaktorin pohjaosasta. Koelaitoksessa lietteen poisto tapahtui samanaikaisesti uuden materiaalin syötön aikana ylivirtaamana reaktorin keskivaiheesta. Koeajojen heikko tuottavuus todentaa todellista tilannetta lietteiden ominaisuuksien vaihtelevuudesta orgaanisen kuiva-aineen suhteen. Koeajossa pääsääntöisenä syötteenä käytetyn sekalietteen orgaanisen kuiva-aineen osuus vaihteli koeajon ajan välillä 0,24 3,78, keskiarvon ollessa 2,18 % (Taulukko 5). Seuraavassa taulukossa (Taulukko 12) on esitetty metaanintuottavuus orgaanista kuivaainetonnia kohden kummallekin reaktorille sekä kerran viikossa toteutettu titrimetrinen analytiikka käsittelyjäännökselle. Tuloksista havaitaan, ettei missään vaiheessa koeajoa saavutettu tasaista metaanintuottoa eikä vastaavaa tasoa kuin mitä laboratoriomittakaavan koelaitteistolla ( Nm 3 CH 4/tVS Kuva 8). Operatiivisia ongelmia koeajossa aiheutti mm. lietelinjojen tukkeutuminen ja venttiilien toimimattomuus. Tällaiset seikat tulee huomioida mahdollisessa laitesuunnittelussa. Pilotoinnissa prosessi saatiin stabiilisti toimimaan, kun lietteitä neutraloitiin riittävästi ja ravinnelisä oli koeajossa mukana. 33

35 Taulukko 12. Pilotoinnin metaanintuottavuus ja titrimetrinen analytiikka koeviikkojen ajalta. Koe viikko Reaktori R1 Nm 3 CH4/tVS Alkaliniteetti [mg CaCO3/l] VFA [mg CH3COOH/l] VFA/ Alk. Reaktori R2 Nm 3 Alkaliniteetti CH4/tVS [mg CaCO3/l] VFA [mg CH3COOH/l] VFA/ Alk , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , Johtopäätökset Visuaalisesti havainnoituna Stora Enson lietteet ovat ominaisuuksiltaan sedimentoituvia. Jatkuvan sekoituksen myötä massaa on sekoitettu alaspäin myötäpäiväisellä sekoituksella. Tästä on saattanut aiheutua mahdollisuus, ettei massa ole sekoittunut kunnolla. Lisäksi kun OLR:sta on lähdetty nostamaan, on reaktorin yläpintaan saattanut kerrostua sedimentoitunut massa, johon sekoitin on tehnyt reiän. Koelaitoksessa sekoitus toimi jatkuvana eikä siinä ollut jaksottamisen mahdollisuutta. Sekoituksen tärkeys korostuu biomassan kuiva-aineen noustessa yli 5 %. Koelaitoksessa lietteen poisto tapahtui samanaikaisesti uuden materiaalin syötön aikana ylivirtaamana reaktorin keskivaiheesta. Vastaava järjestelmä on käytössä esim. Maaningan MTT:n laitoksella, jossa se on saatu luotettavasti toimimaan. Käsittelyjäännös menee kyseisellä laitoksella kuitenkin jälkikaasualtaaseen, jolloin kaikki mahdollinen muodostuva biokaasu saadaan talteen otettua. Metsäteollisuuden jätevesiprosessien syötteet voidaan luokitella yksipuolisiksi, heikosti hajoaviksi ja sedimentoituviksi syötemateriaaleiksi. Tämä tulee huomioida mahdollisen biokaasulaitoksen teknologiassa. Metsäteollisuuden lietteet eivät sellaisenaan sovellu biokaasumärkäprosessiin, mutta ne saadaan toimiviksi tietyillä raamiehdoilla. Esikäsittelyssä on mahdollista neutraloida substraatteja sekä kasvattaa puskurikapasiteettia. Lisäksi on tarpeellista optimoida mikrobien tarvittavat ravinteet ja hivenaineet. 34

36 3. Biokaasuprosessin haihtuvien happojen ja orgaanisten yhdisteiden mittaus 3.1. Haihtuvien orgaanisten happojen GC-MS mittaus ja prosessin tilan arviointi Haihtuvat rasvahapot ovat useissa tutkimuksissa todettu olevan hyviä prosessin mikrobiologisen tilan indikaattoreita. Tyypillisesti niitä on mitattu kaasukromatografialla (GC) käyttäen liekkiionisaatiodetektoria (FID) tai massaspektrometria (MS) ilmaisimena. Ahringin johtamat tutkimukset osoittivat haihtuvien orgaanisten happojen heijastavan hydraulisen kuorman, orgaanisen kuorman tai prosessin lämpötilan muutoksia (23), Ahringin tutkimuksen mukaan haihtuvien rasvahappojen kertyminen anaerobiseen reaktoriin on seurausta prosessin epätasapainosta eikä prosessin inhiboitumisesta. Ahringin tutkimusryhmässä selvitettiin tarkemmin propionihapon merkitystä prosessin tilan arviointiin (24). Tutkimuksissa havaittiin propionihapon olevan hyvä prosessin epätasapainoa kuvaava parametri ainakin kompleksisia orgaanisia jakeita prosessoitaessa. Sen sijaan metaanin tuotto ei kuvaa riittävän hyvin prosessin tilaa. Lisäksi Ahringin tutkimuksissa on havaittu lyhyiden orgaanisten happojen pulssimaisten syöttöjen vaikuttavan prosessiin jopa suotuisasti (25). Ahringin mukaan kaikkien lyhytketjuisten happojen mittaus olisi tärkeää prosessin tilan seurannan kannalta. Asetaatti ja propionaatti on useimmin havaittu liittyvän prosessin tilassa tapahtuviin muutoksiin. Yksiselitteistä varmuutta ei kuitenkaan ole siitä mikä yksittäisistä hapoista parhaiten kuvaa prosessimuutoksia. Kiinalaiset tutkijat ovat selvitelleet sellu- ja paperiteollisuuden lietteiden käsittelyä mesofiilisessä panosreaktorissa yhdessä natriumglutamaatin kanssa. Kyseisessä systeemissä näytti rejektiveden total VFA:n ja etikkahapon muutokset olevan hyvin yhteneviä mutta propionihappo ei seurannut tvfa:n pitoisuuksia. Ahringin laboratorion tutkimukset ovat mielenkiintoisia sillä heidän koejärjestelyissään onnistuttiin todentamaan se, että propionihapon pitoisuuksissa tapahtuvat muutokset ovat hitaampia kuin asetaatin ja muiden happojen muutokset. Heidän mukaansa tästä on hyötyä arvioitaessa prosessin tilan muutosta. Lisäksi he arvioivat metaanipitoisuuden merkitystä prosessin tilan heijastajana. Happojen mittaus GC-MS tekniikalla Orgaaniset hapot mitattiin kaasukromatografilla (GC) käyttäen kvadrupolimassaspektrometriä (MS) ilmaisimena. Näytteet mitattiin SIM-moodissa (Selected Ion Mode), jossa seurataan vain tiettyä mitattavan molekyylin massaspektrometrissa hajoavaa molekyylin osaa. GC-MS analyysissä nestenäyte syötetään injektioruiskun avulla näytteen syöttimeen, jossa näyte höyrystetään nopeasti ja johdetaan heliumvirran avulla kaasukromatografiakolonniin. 35

37 Kolonnissa näytteen yhdisteet erottuvat ja tulevat ulos kolonnista ja ne havainnoidaan ilmaisimella. Tässä biokaasunprosessista otetut näytteet havainnoitiin massaspektrometrilla. Seuraavassa käytetyn GC-MS menetelmän tärkeimmät olosuhteet. Retentioajat vaihtelivat laitteesta ja olosuhteista riippuen jopa +/- 0,5 min. Kolonni: HP-FFAP pituus 50 m, filmin paksuus 0,25 µm ja kapillaarikolonnin sisähalkaisija 0,25 mm. Kantajakaasu: Helium, jonka virtausnopeus säädettiin niin, että yhden näytteen analyysiaika oli 20 min. Näytetilavuus: 2 µl, splitless injektio Kalibrointi: Menetelmässä sovellettiin ulkoista kalibrointia niin, että väkevin standardi oli tyypillisesti 0,25 g/l, josta laimennettiin tarpeen mukaan laimennokset yleensä 10 %, 25 %, ja 50 % väkevästä. Näytteet analysointiin SIM moodissa käyttäen seuraavia ioneja tunnistukseen ja kvantitointiin. Tyypillisesti kolmen pisteen kalibrointi antoi suoran mutta usein pienempinä pitoisuuksina esiintyvien happojen kalibrointikuvaaja ei ollut suora vaan kalibroinnissa jouduttiin käyttämään datan analyysiohjelmassa valmiina olevaa sovitusmahdollisuutta. Etikkahapon kalibrointi oli aina suora (Kuva 13). Kalibrointiseoksen GC-MS kromatogrammissa näkyy vain 8 komponenttia, koska isovaleriaanahappo ja 2-metyylivoihappo tulevat samalla retentioajalla ulos kolonnista (Kuva 12, Taulukko 13) Abundance TIC: STD1.D Time--> Kuva 12. Biokaasuprosessin rejektivedessä esiintyvien lyhytketjuisten orgaanisten happojen GC-MS analyysin kalibrointi. Mitattujen happojen standardiseoksen SIM kromatogrammi 36

38 Taulukko 13. Mitatut lyhytketjuiset orgaaniset hapot, niiden tyypillinen retentioaika ja seurannassa käytetyn hajoamisionin m/z luku (molekyylipaino). Happo Retentioaika (min) Ioni (m/z) Etikkahappo 10,5 60 Propionihappo 11,5 73 Isovoihappo 11,9 73 Voihappo 12,6 60 Isovaleriaanahappo 13, metyylivoihappo 13,1 74 Valeriaanahappo 13,9 60 Heksaanihappo 15, eetyyliheksaanihappo 16,1 73 Response Acetic acid 2.00e Concentration Kuva 13. Biokaasuprosessin rejektivedessä esiintyvien lyhytketjuisten orgaanisten happojen GC-MS analyysin kalibrointi. Etikkahapon kalibrointisuora g/l. 37

39 Abundance TIC: SAMPLE1.D Time--> Kuva 14. Näytteen 703 GC-MS analyysin SIM-kromatogrammi. Esimerkkinäytteestä nro 703 löytyivät kaikki kalibroinnissa mukana olleet hapot (Kuva 14). Näytteen pääkomponentit ovat etikkahappo ja propionihappo. Yleensä näytteissä oli niin vähän muita happoja, että käytetyllä menetelmällä saatiin mittaustulos lähes aina etikkahapolle. Propionihappo oli toiseksi yleisin happo. Näiden happojen pitoisuuksia käytettiin arvioitaessa prosessin tilaa. Rejektiveden ph:n ja orgaanisten happojen välinen yhteys Tutkittujen näytteiden ph:n ja etikka- ja propionihappojen pitoisuudella näyttää olevan heikko korrelaatio. Varsin usein ph on alhaisimmillaan kun rejektiveden happopitoisuus on koholla eli ph on alentunut (Kuva 15). Näin ollen rejektiveden ph:n on-line seuranta saattaa olla ainakin metsäteollisuuden lietteille toimiva prosessin mikrobiologista tilaa kuvaava parametri. Paras korrelaatio kuvan testiaineistossa oli etikkahapon ja ph:n välillä (R2=0,36). Etikkahapon ja propionihapon summan ja ph:n korrelaatio oli pienempi ja kaikkien happojen pitoisuuksien ja ph välinen korrelaatio oli pienin. Pelkkä ph:n seuranta ei riitä kertomaan riittävällä tarkkuudella prosessin hapoille menosta, mutta ph:n selvästi laskiessa prosessin mikrobiologinen tila on todennäköisesti heikko. Toisaalta näyttää myös siltä, että ph voi olla hyväksyttävällä tasolla vaikka hapot olisivatkin koholla. 38

40 ph Rejektiveden ph ja etikkahappo- sekä propionihappopitoisuus g/l ,8 1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 Happopitoisuus g/l Kuva 15. Rejektiveden etikkahapon (punainen) ja propionihapon (vihreä) pitoisuuden (g/l) ja ph:n (sininen) muutokset ajalta Kuvassa on jatkuvatoimisista reaktoreista ja Mobiili biokaasulaitoksesta otettujen näytteiden ph ja happopitoisuus. Viikkoseurantanäytteiden happopitoisuudet Happomääritykset tehtiin myös sekä Savon Sellun (Kuva 16) että Stora Enson (Kuva 17) viikkoseurantanäytteistä. Näytteitä kerättiin puhdistamohenkilökunnan toimesta ensimmäisellä keräilyjaksolla sekä aamulla että illalla eri lietejakeista. Kahdella jälkimmäisellä keräilyjaksolla näytteet otettiin kerran vuorokaudessa. Happoa esiintyy erityisesti Savon Sellun vesissä ja erityisesti primaarilietteessä, jossa pitoisuus voi olla jopa lähes 10 g/l. Myös sekalietteessä voi ajoittain olla etikkahappoa. Etikkahappo lienee tekijä, joka osaltaan happamoittaa sekalietettä ja toisaalta voi vaikuttaa aktiivilieteprosessiin. Lisäksi joissakin paljon etikkahappoa sisältävissä näytteissä oli myös propionihappoa. Savon Sellun primaarilietteen happopitoisuus on niin korkea, että ajatellen mahdollista UASB reaktorin käyttöä orgaanisen kuorman leikkaukseen tulee etikkahapon vaihtelu huomioida, koska se vaikuttaa myös biokaasun tuotantoon (Kuva 17). Suuret vaihtelut voivat olla epäedullisia stabiilin prosessin kannalta. 39

41 SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Primaariliete SS Bioliete SS Sekaliete SS Bioliete SS Sekaliete Savon Sellun lietenäytteiden etikkahapon pitoisuus (g/l) Kuva 16. Savon Sellun lietenäytteiden etikkahappopitoisuus g/l seurantajaksolla Stora Enson näytteissä etikkahappoa oli selvästi vähemmän ja pitoisuuden vaihtelut merkittävästi pienempiä ja maksimissaan n. 1 g/l (Kuva 17). Stora Enson lietteistä mitattiin myös etikkahappopitoisuudet viikkoseurantanäytteistä. Hapon pitoisuus oli selvästi pienempi kuin Savon Sellun näytteissä ja sitä esiintyi myös lähinnä primaarilietteessä. 40

42 Stora Enson lietenäytteiden etikkahapon pitoisuus (g/l) Kuva 17. Kuva SE: Stora Enson lietteiden etikkahappopitoisuus viikkoseurannan aikana Haihtuvien orgaanisten yhdisteiden IMS mittaukset ja prosessin tilan arviointi Projektissa oli tavoitteena mitata ioniliikkuvuusspektrometrillä prosessin aikaisia haihtuvien yhdisteiden kokonaismuutoksia sekä jatkuvatoimisista (JATO) reaktoreista että Mobiili biokaasulaitoksen reaktorista. JATO-mittaukset eivät onnistuneet toivotulla tavalla koska rakennettu mittaussysteemi päästi happea reaktoriin ja se muuttui yön aikana aerobiseksi. Kokeet päätettiin siksi lopettaa. Sinänsä mittauslaitteen installaatio kyettiin toteuttamaan, mutta syytä systeemin ilmavuotoon ei saatu selville. Mobiili biokaasulaitoksen kokeessa seurattiin reaktorin 2 tilaa aluksi on-line niin, että mittaukset tehtiin 2 kertaa tunnissa. Johtuen mittausteknisistä ongelmista jatkuvassa seurannassa reaktoreita seurattiin mittaamalla kerran päivässä Nafion putkella kuivattua kaasua. Kaasun kosteus tippui noin 20 % RH lukemaan eli noin puoleen. Lisäksi testattiin kaasun laimentamista n. 1+7 pullotetulla ilmalla. Tällöin kaasun kosteus tippui jopa RH lukemaan 2-3 %. Päätuloksena mittauksista oli se, että laimentamalla mitattavaa kaasua riittävästi kuivalla ilmalla voidaan IMS mittausta häiritsevän kosteuden vaikutus ilmeisesti eliminoida varsin hyvin. IMS mittauksen soveltuvuus prosessin mikrobiologisen tilan seurantaan täytyy todentaa kuitenkin erillisessä projektissa, koska tämän projektin aikana ei siihen ollut mahdollisuutta. 41

43 3.3. Haihtuvien orgaanisten happojen GC-MS mittaus JATO-koeajoista Koesarja 2, Savon Sellu Kaasuntuottoon verraten happojen muutos voi tulla viiveellä mikä voi toisaalta johtua vain liian harvasta näytteiden otosta. Happojen pitoisuusmuutokset viittaavat prosessihäiriöön siirtymistä tai siitä poistumista. Suuremmat pitoisuustasot (> 0,1 g/l) näyttäisivät tässä kokeessa olevan merkki häiriöstä. Kokeessa voi olla kuitenkin useita tekijöitä, jotka heijastuvat happojen pitoisuuksiin niiden nousuun tai laskuun. Reaktoreissa R1 ja R2 kaasun tuotossa oli pudotus viikoilla 4, 11, 12 ja 16. Viikolta 16 ei ole happomittauksia mutta viikon 4 happopitoisuudet ovat alhaisia eivätkä selitä merkittävästi alenemaa. Sen sijaan viikolla 11 ja 12 molemmat hapot ovat koholla ja propionihapon pitoisuus on selvästi ollut nousussa viikosta 10 ja laskee viikosta 12 R1:ssä ja jatkaa nousua viikkoon 13 R2:ssa. Etikkahapon muutokset ovat nopeampia kuin propionihapon ja propionihapon palautuminen on hitaampaa kuin etikkahapon (näkyy kuvassa suhteen muutoksena). Ahringin tutkimusten mukaan propionihapon lasku indikoi prosessin toipumista mikä näkyy myös kohonneena kaasupitoisuutena koesarjassa (Kuva 7). Reaktorit toimivat happoanalyysien perusteella pääosin hyvin mutta jostain syystä koesarjan aikana oli kolme kaasun tuoton pudotusta. 42

44 1 0,9 0,8 0,7 0,6 R1-Etikkahappo g/ll R1-Propionihappo g/ll 0,5 0,4 0,3 0,2 0, ,9 0,8 0,7 0,6 R2-Etikkahappo g/ll R2-Propionihappo g/ll 0,5 0,4 0,3 0,2 0, Kuva 18 Savon Sellun JATO-koeajon reaktoreiden R1 (ylempi kuva) ja R2 (alempi kuva) etikkahapon ja propionihapon pitoisuuden muutokset kokeen aikana. 43

45 Koesarja 2, Stora Enso Reaktorissa R3 etikkahapon ja propionihapon pitoisuudet olivat alhaisia eikä propionihapon pitoisuudessa ollut nähtävissä muutoksia koejakson alussa. Sen sijaan R4:ssä molemmat hapot ovat selvästi koholla ja propionihapon pitoisuus on selvästi ollut nousussa ja laskee viikkoon kolme tultaessa. Propionihapon palautuminen on hitaampaa kuin etikkahapon (näkyy kuvassa suhteen muutoksena) ja indikoi prosessin toipumista mikä näkyy myös kohonneena kaasupitoisuutena (Kuva 8). Reaktorissa kolme kaasupitoisuus nousi viikosta 1 viikkoon kaksi. Tämä nousu ei ilmeisesti enää näy popionihappopitoisuudessa vaan se on mahdollisesti laskenut edellisen viikon tai viikkojen aikana. Reaktorit toimivat happoanalyysien perusteella hyvin aina koesarjan loppupuolelle. Viikon 11 kaasun tuoton huomattavaa alenemaa R3:ssa ei propionihapon mittauksissa näy mikä voi johtua yksinkertaisesti liian harvasta happonäytteiden ottamisesta. Propionihapossa näkyy pieni kohouma reaktorissa R4 viikon 11 tienoilla ja voi merkitä prosessihäiriötä sillä kaasun tuotossa on selvä pudotus. R3 reaktorissa alkoi propionihappo hieman kohota viikoilla 14 ja 15 mikä merkinnee prosessihäiriön alkamista. Tämä näkyy selvänä usean viikon kaasun tuoton alenemisena päättyen erittäin suuriin etikkahapon ja propionihapon pitoisuuksiin (> 1 g/l) ja ilmeisesti lähes prosessin romahtamiseen. Samalla metaanipitoisuus laski merkittävästi. Syynä prosessihäiriöön oli todennäköisesti viikolla 15 lopetettu hivenainelisän syöttö. Reaktorissa R4 ovat viikon 16 ja 17 propionihapon pitoisuudet laskussa (lähtötasoa ei ole tiedossa harvasta näytteen otosta johtuen) mikä Ahringin tutkimusten mukaan voisi merkitä prosessin toipumista. Tätä tukee merkittävä kaasun tuoton nousu viikoilla 16 ja 17. Myös reaktori R4 alkaa mennä pois tasapainosta viikolla 18 mikä näkyy suurena kaasun tuoton tippumisena ja happojen etikkahapon ja propionihapon nousuna. Happomittaukset eivät tuo selvyyttä siihen miksi reaktoreiden metaanin osuus biokaasussa muuttuu epäloogisesti (Kuva 8). Todennäköisesti R3 ero johtuu vain siitä, että alkanut muutos propionihapon pitoisuudessa ei näy vielä metaanin pitoisuudessa vaikka biokaasun tuotanto on jo merkittävästi laskenut (Kuva 19). Edellisissä tarkasteluissa perustana olivat Ahringin laboratorion julkaisemat tulokset happojen merkityksestä prosessitasapainon indikaattorina. Niihin on syytä kuitenkin suhtautua kriittisesti sillä biokaasuprosessin syöte näyttää myös olevan hyvin merkittävä tekijä erilaisten prosessihäiriöiden kannalta. Kuitenkin yleisesti ottaen näyttää siltä, että propionihapon muutokset Metlin mittauksissa olivat kytköksissä prosessihäiriöihin. Kaasuntuottoon verraten happojen nousu voi tulla viiveellä. Näiden kokeiden perusteella happojen pitoisuusmuutokset viittaavat prosessihäiriöön siirtymistä tai siitä poistumista. Suuremmat pitoisuustasot (> 0,1 g/l) näyttäisivät tässä kokeessa olevan merkki häiriöstä. Tässä koesarjassa voi olla useita tekijöitä, jotka heijastuvat happojen pitoisuuksiin niiden nousuun tai laskuun. 44

46 1,000 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000 R3 - Etikkahappo g/l R3 - Propionihappo g/l ,000 0,900 0,800 0,700 0,600 0,500 0,400 0,300 0,200 0,100 0,000 R4 - Etikkahappo g/l R4 - Propionihappo g/l Kuva 19 Stora Enson JATO-koeajon reaktoreiden R3 ja R4 etikkahapon ja propionihapon pitoisuudet 18 viikon koejaksolla. Vk 18 arvot olivat poikkeuksellisen suuret reaktorissa 3 etikkahappo 2,09 ja propionihappo 1,01 g/l. 45

47 Jato-koesarja 3, Savon Sellu (Kuva 9, Kuva 10) Etikkahappo- ja propionihappopitoisuudet olivat matalia ja siten happoanalyysien perusteella ei voi todeta merkittäviä mikrobiologisia häiriöitä samaan tapaan kuin oli koesarjassa 2 havaittavissa. Näiden mittausten perusteella mikrobiologia on toiminut hyvin. Tosin testijakson lopussa R2 reaktorin hapot alkoivat kohota mutta pitoisuudet olivat nytkin matalia koejakson 2 arvoihin verrattuna (alle 0,5 g/l). Ainakin ravinneseoksen lisäyksellä lienee prosessimikrobiologiaan stabiloiva vaikutus. Propionihapon on mm. Ahringin mukaan todettu olevan hyvä prosessihäiriön indikaattori joten on mahdollista, että reaktorissa R2 on prosessin seurantaviikolla 15 alkamassa tai loppumassa prosessihäiriö. Jos propionihapon pitoisuus on nousemassa, häiriö on alkamassa ja laskeva pitoisuus merkitsisi vastaavasti prosessin toipumista. Selvää syytä korkeaan pitoisuuteen ei kuitenkaan ole tiedossa. 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 0,15 0,1 0,05 0 Etikkahappo g/l Propionihappo g/l Etikkahappo g/l Propionihappo g/l Kuva 20 Etikkahappo ja propionihappopitoisuudet reaktoreissa R1 (yläkuva) ja R2 (alakuva). 46

48 3.4. Haihtuvien orgaanisten happojen GC-MS mittaus Mobiili Biokaasulaitoksesta 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 0 Mobiili biokaasulaitoksen etikkahapon ja propionihapon pitoisuudet (g/l) tutkimusjaksolla Kuva 21 Mobiili biokaasulaitoksen reaktoreiden R1 ja R2 etikkahappopitoisuudet (g/l) tutkimusjaksolla Ravinnesyöttö oli aloitettu Mobiili biokaasulaitoksen R1 reaktoriin 2.8 ja R2 reaktoriin On vaikea arvioida mistä happopitoisuuksien (Kuva 21) vaihtelut johtuvat mutta ravinnesyötön aikana happojen pitoisuus ei ylittänyt tasoa 0,5 g/l. Kuitenkin jaksolla on etikkahappo ja propionihappo kohonnut yli 0,1 g/l ja molemmat hapot ovat viikossa laskeneet lähelle nollaa. Tämä viittaa siihen, että mahdollinen alkava mikrobiologinen prosessihäiriö on korjautunut hyvin. 47

49 4. Biokaasuprosessi jätevesilietteiden käsittelemiseksi Metsäteollisuuden jätevesilietteiden käsittelemiseksi tarkastellaan järjestelmää, jossa biokaasuprosessi on liitetty tyypillisen jätevedenpuhdistamon yhteyteen. Tyypillisesti kuivaainemassoina noin kaksi kolmasosaa syntyneestä lietteestä on primaarilietettä, joka saadaan talteen esiselkeytyksessä. Loput noin yksi kolmasosaa on biolietettä, mitä syntyy kun esiselkeytyksestä lähtevä jäteveden liukoinen aines käsitellään mikrobien avulla. Tässä kappaleessa tarkastellaan eri lähtöarvojen avulla tilannetta, missä sekaliete ohjataan nk. pitkän viipymän biokaasuprosessiin. Syötteen määrä ja laatutiedot perustuvat tehdaskohtaisiin tietoihin, joita on täydennetty kirjallisuusarvioilla (Kappale 4.1). Biometaanintuotantoprosessia varten on kerätty hankkeen kuluessa kokeellista dataa, tehty tarkentavia analyysejä liittyen käsittelyjäännöksen materiaalihyötykäyttöön sekä arvioitu puuttuvia lähtöarvoja kirjallisuusarvojen kautta (Kappale 4.2 ja Kappale 4.3). Biokaasuprosessin massa- ja energiatasetta sekä KHK päästöjä on sitten tarkasteltu kappaleessa 4.4 perustuen edellä mainittuihin lähtöarvoihin Syötteen määrä ja laatu Biokaasulaitokselle menevän syötteen määrän ja laadun selvittämiseksi laskettiin sakeutuksen jälkeisen lietevirran tuore- ja kiintoainesmassa. Laskentamallilla saadaan yleisiä tuloksia, joilla voidaan arvioida tehtaalta saapuvan lietteen ominaisuuksien perusteella biokaasulaitokselle saapuvan syötteen kiintoaines ja kokonaismassa. Tarkastelun kohteena oli kaksi tehdasta, joiden lähtötietojen perusteella (Taulukko 14) laskettiin jätevesijärjestelmään integroidun biokaasulaitoksen massatase. Tehdaskohtaisten parametrien lisäksi käytettiin tyypillisen jätevedenpuhdistamon parametreja, joita myös tässä kappaleessa käsitellään. Jätevedenpuhdistamo käsittää tässä yleisessä massatasetarkastelussa esiselkeytyksen, biologisen puhdistamon, jälkiselkeytyksen, sakeutuksen ja vedenpoistoprosessit (Kuva 22). Biometaanintuotannon energiataselaskelmia varten keskitytään Kuva 22 mukaiseen rajaukseen, jossa sekaliete saapuu linkouksen jälkeen biokaasulaitokselle. Taulukko 14. Massataseen laskemisessa käytettiin tehtaiden jätevedenpuhdistamojen vuoden 2012 tietoja. Stora Enso Savon Sellu Tehtaalta saapuva jätevesi, t/vuosi Saapuvan jäteveden kiintoaines, mg/l Biologisen lietteen tuotanto/saapuva kiintoaines, % Käsittelyjäännöksen kiintoaines, % tuoremassasta

50 Jätevesi tehtaalta Esiselkeytys Biologinen jätevedenpuhdistus ### Primaariliete Sakeutus Bioliete ### Jälkiselkeytys Sekaliete Rejektivesi Linko Biokaasuprosessi Suotonauhapuristin Vesistöön ### Biokaasu Liquid reject to WWTP of WWTP influent: Käsittelyjäännös ,50 % Kuva 22. Biokaasulaitoksen syötteen tuore- ja kiintoainesmassa laskettiin tyypillisen suomalaisen metsäteollisuuden jätevesijärjestelmän mukaan Selkeytys Selkeytyksen tarkoitus on poistaa kiintoainesta puhdistamolle saapuvasta jätevedestä laskeuttamalla partikkeleita, millä voidaan alentaa biologiseen puhdistukseen menevän jäteveden orgaanista kuormitusta (14). Ennen varsinaista esiselkeytystä saapuvan jäteveden tilavuusvirtaus tasataan laminaarisen laskeutuksen takaamiseksi, jolloin saapuvalla jätevedellä on tyypillisimmin TSS (total suspended solids; suom. myös kiintoaines) mg/l. Pienpartikkeleiden laskeutuksen vuoksi myös ph säädetään optimaaliselle tasolle. Esiselkeytyksessä pyritään vaikuttamaan saapuvaan jäteveden fysikaalisiin ja kemiallisiin omaisuuksiin, jotta selkeytin altaan pohjalle saadaan muodostumaan flokkeja (toisiinsa sitoutuneita partikkeleita) (26). Kiintoainesta voidaan saada poistettua esiselkeytyksellä jopa 90 % saapuvasta jätevedestä, mutta kiintoaineksen poisto on yleisimmin välillä 60 % - 90 % (26). Tässä massatasetarkastelussa oletetaan, että liete saadaan poistettua selkeytys prosesseista (ml. esi- ja jälkiselkeytys) TSS pitoisuudella mg/l. 49

51 Biologinen jäteveden puhdistus Biologisen puhdistuksen tarkoituksena on poistaa saapuvasta jätevedestä siihen liuennutta orgaanista ainesta mikrobien avulla. Näin ollen alennetaan jäteveden biologista hapenkulutusta (BOD) tavallisimmin noin kuusinkertaisesti (14). Jäteveteen mikrobien tuottama solumainen orgaaninen aines näkyy myös lisääntyneenä kiintoainespitoisuutena prosessin jälkeen. Biologisina puhdistusprosesseina käytetään tavallisimmin aktiivilieteprosessia, mutta myös ilmastettuja altaita käytetään (27). Aktiivilieteprosessissa orgaaninen liukoinen aines muutetaan solumassaksi ilmastamalla, säätämällä ravinnetasoa ja orgaanista kuormitusta. Tämän jälkeen solumassaksi muutettu orgaaninen aines erotetaan jälkiselkeytyksestä lietteen sakeutusprosessiin. Mikrobien toiminnan kannalta sopivaksi havaittu BOD:N:P suhde 100:5:1 saavutetaan lisäämällä ureaa ja fosforihappoa (26). Tyypillisimmin mikrobit pystyvät tuottamaan 0,5 1,0 kg aktiivilietettä poistettua BOD kilogramma kuormaa kohden, jolloin syntyy myös hiilidioksidia (14). Orgaanisen aineksen kuormitus biologisella hapenkulutuksella mitattuna on tavallisimmin 0,3 0,6 kg päivässä MLSS (mixed liquor suspended solids) kilogrammaa kohden (14). Ilmastukseen tarvittavien pumppujen sähköenergiankulutus on tavallisimmin useita GWh, jopa 11,28 GWh, mikä muodostaa suurimman osan koko puhdistamon sähkönkulutuksesta (28). Ilmastuksen sähkönkulutuksen onkin arvioitu olevan noin 1 MWh poistettua kemiallista hapenkulutus tonnia kohden (28) Sakeuttaminen Liete esiselkeytyksestä ja biologisesta puhdistuksesta ohjataan jälkiselkeytyksen kautta sakeutin altaalle, missä kiintoainesta laskeutetaan painovoimaisesti. Näin ollen sakeutin altaalta saadaan poistettua lietettä varvinaiseen vedenpoistoprosessiin, tavallisimmin suotonauhapuristimelle. Poistetun lietteen TSS:n on tässä massatasetarkastelussa oletettu olevan mg/l. Tarkoituksena on poistaa biologisessa puhdistuksessa syntynyt solumainen aines kiintoaineksen muodossa. 50

52 4.2. Biometaanintuotanto Biometaanintuotannon eri yksikköprosessien toiminnan selvittämiseksi määritettiin biometaanintuotantomallin lähtöarvot tämän hankkeen kokeellisten tulosten sekä kirjallisuusarvojen perusteella. Malli käsitti jätevedenpuhdistamon yhteyteen sijoitetun biokaasulaitoksen (Kuva 23), jonka tuloksia tarkastellaan myöhemmin kappaleessa 4.4. Kuva 23. Biometaanintuotannon massa-, energia- ja KHK tarkasteluissa otettiin huomioon jätevedenpuhdistamon sakeutetun sekalietteen anaerobinen käsittely sekä kaasunpuhdistus Biokaasuntuotanto Massa- ja energiatasemallissa käytettiin jatkuvatoimisten biokaasukokeiden metaanintuottomääriä sekä VS (Volatile Solids) massatase tuloksia (Taulukko 15). Jatkuvatoimiset biokaasutuskokeet tehtiin Savonian biokaasulaboratoriossa SS:n lietteille ja SE:n lietteille (Taulukko 16). Kummankin tehtaan sekalietettä ja kuivausprosessin tuloksena syntyneitä suotonauha- ja ruuvipuristinlietteitä sekoitettiin siten, että orgaanisen aineksen kuormitukseksi saatiin 2,0 kg VS/(d m 3 ). Lisäksi, perustuen VS/TS analyyseihin, oletettiin mallissa potentiaalisten biokaasulaitosten VS/TS suhteiksi SE:n syötteellä 75 % ja SS:n syötteellä 95 %. 51

53 Taulukko 15. Jatkuvatoimisten biokaasukokeiden keskimääräiset kaasuntuotot ja metaanipitoisuudet sekä VS massataseet. Reaktori VS sisään, g Testausjakso, viikkoa VSout/VSin, % N l CH4/(kg VS) CH4 %-V kwh/kg VS (A R1 (SS) ,06 R2 (SS) ,85 R3 (SE) ,43 R4 (SE) ,20 A): Metaanin LHV on 50 MJ/kg (29). Metaanin tiheys (NTP) on 720 g/m 3 (30). Metaanin LHV (NTP) on 10 kwh/m 3. Taulukko 16. Massataselaskelmissa käytettiin jatkuvatoimisten biokaasukokeiden TS ja VS pitoisuuksien keskiarvoja. Syöte TS, % VS, % VS/TS, % Sekaliete, R1-R2 (SS) 2,0 1,9 96 Suotonauhaliete, R1-R2 (SS) 22,7 21,4 94 Sekaliete, R3-R4 (SE) 4,4 3,2 73 Ruuvipuristinliete, R3-R4 (SE) 10,3 8,2 80 Ymppi 5,5 4, Kaasunpuhdistus Biokaasunpuhdistusprosessina tarkastellaan vesiabsorptioprosessia, koska vedensaanti ei ole ongelma jätevedenpuhdistamon toimintaympäristössä. Vesiabsorptioprosessia on myös yleisesti käytetty juuri jätevedenpuhdistamojen biokaasulaitoksilla (31), mutta myös esimerkiksi polttolaitosten tuhkien käyttöä kaasunpuhdistuksessa on tarkasteltu ilmastoystävällisyyden vuoksi (32). Vesipesun on todettu pystyvän 98 %:n biometaanin tuottamiseen, mitä on myös pidetty alarajana puhdistetun biometaanin metaanipitoisuudelle Eurooppalaisessa standardisoinnissa (33). Vesipesuprosessissa biokaasusta poistetaan mm. rikkisulfaatti ja hiilidioksidi nostamalla prosessin painetta ja tarvittaessa myös laskemalla lämpötilaa (33). Kyseisissä olosuhteissa rikkivety ja hiilidioksidi liukenevat veteen, minkä jälkeen prosessista voidaan poistaa paljon metaania sisältävä kaasuseos. Tämän jälkeen veteen liuotettu kaasuseos johdetaan korkeammasta 10 bar paineesta noin 3 bar paineeseen, jolloin suurin osa veteen liuenneesta metaanista saadaan vapautettua. Prosessin viimeisessä vaiheessa veteen liuennut hiilidioksidi poistetaan päästämällä prosessiin ilmaa, jolloin paine alenee ja hiilidioksidi poistuu ja puhdistettu vesi voidaan kierrättää uudelleen prosessin alkuun. On kuitenkin olemassa laitoksia, joilla vettä ei kierrätetä prosessin alkuun. Tällaisella puhdistamolla syöttövedenkulutus oli 30 m 3 tunnissa, kun biokaasua puhdistettiin 300 Nm 3 tunnissa (34). Vesipesuprosessi on usein toteutettu panostoimisena prosessina. Mikäli rikkisulfaattia on kuitenkin poistettava biometaanista, voidaan se tehdä käyttämällä kalium jodidia tai permanganaatilla kyllästettyä hiiltä (31). 52

54 On arvioitu, että vesipesussa sähkönkulutus on 0,2 0,3 kwh puhdistettavaa biokaasukuutiota kohden NTP olosuhteissa (33). Tämän raportin energiataselaskelmissa oletetaankin, että sähkönkulutus on 0,3 kwh puhdistamatonta biokaasukuutiota kohden NTP olosuhteissa. Prosessissa syntyy myös metaanihäviötä, jotka ovat eri vesipesureiden valmistajien mukaan korkeintaan 2 % koko metaanin tilavuudesta (35). Vesipesureita valmistavat mm. Malmberg ja Flotech. Myös Laukaalainen Metener Oy tarjoaa ratkaisun kaasunpuhdistukseen, mikä perustuu paineistetun kaasun ja vedensyöttöön rinnakkain toimivassa panostoimisessa prosessissa Hygienisointi Suurin lämpöenergian tarve on hygienisoinnissa, jossa otetaan huomioon syötteen esilämmitys lämmönvaihtimien avulla. Hygienisointia tarvitaan biolietteessä olevan mikrobibiomassan tuhoamiseen, jotta biolietteen orgaaninen aines olisi käyttökelpoinen anaerobiprosessin mikrobeille. Biokaasulaitokselle saapuva sekaliete vastaanottaa lämpöä reaktorista poistuvasta käsittelyjäännöksestä ensimmäisessä lämmönvaihtimessa. Syöte pumpataan edelleen toiselle lämmönvaihtimelle, missä syöte vastaanottaa lämpöä hygienisoinnista poistuvasta syötteestä. Hygienisoinnissa syötteen lämpötila nostetaan 70 C:een, minkä jälkeen syöte kierrätetään lämpöä luovuttaen toisen lämmönvaihtimen kautta biokaasureaktoriin. Putkimaisten vastavirtalämmönvaihtimien lämmöntalteenoton tehokkuuksien arvioitiin olevan välillä %, kun oletettiin putkien pituuksiksi 10 metriä, kontaktipinnan halkaisijaksi 250 mm, kokonaislämmönsiirtovakioksi 800 W/(m 2 K) ja esikäsitellyn sekalietteen massavirraksi t/vuosi (36). On huomattava, että lämmöntalteenoton tehokkuus on sitä suurempi mitä suurempi on kontaktipinnan ala. Mikäli lämmönvaihdossa käytetään pelkästään ko. sekalietettä ja käsittelyjäännöstä, niin niiden pumpattavuusominaisuudet ja pintojen likaantuminen saattavat aiheuttaa ongelmia, jos kontaktipinta-alaa kasvatetaan liikaa. Lämmönkulutusmallissa otetaankin huomioon syötteen kiintoaineen ja veden määrä (29): E H = m F {(1 TS i ) C W + TS i C DM } T F, (1) missä veden ominaislämpökapasiteetti C W on 4,19 kj/(kg C) ja kiintoaineen arvioitu ominaislämpökapasiteetti C DM on 1,2 kj/(kg C) (30). Syötteen kiintoainespitoisuus on TS i, lämpötilaero hygienisoinnista lähtevän ja sinne saapuvan syötteen välillä on ΔT F ja syötteen massa on m F. 53

55 On arvioitu, että mesofiilisessa biometaanintuotantoprosessissa aineenvaihdunnan tuloksena syntyy lämpöä noin 100 kwh reaktorikuutiota kohden (29). Myös reaktorin ulkopintojen kautta syntyy lämpöhäviöitä, jotka ovat samaa suuruusluokkaa kuin aineenvaihdunnan tuloksena syntynyt lämpö. Näin ollen varsinaisessa lämmönkulutusmallissa otetaankin huomioon syötteiden lämmittämiseen vaadittava lämpöenergia, mikä on myös varsin yleinen approksimaatio biokaasulaitoksen lämmönkulutusta arvioitaessa (12). Biokaasulaitoksen lämmöntarpeen tyydyttämiseksi tarvittavan biokaasun määrän arvioinnissa otettiin huomioon tyypillisen lämpökattilan hyötysuhde, 90 % syötteen lämpöarvosta (37) Sekoitus Sekoituksen sähkönkulutus riippuu sekoitettavan syötteen ominaisuuksista, sekoitustehon tarpeesta, sekoitusmenetelmästä ja sekoitettavan syötteen määrästä. Sekoituksen sähköenergiankulutuksen parametrit tulisikin selvittää tapauskohtaisesti käytettäville syötteille ja sekoitusmenetelmälle. Tässä selvityksessä on kuitenkin arvioitu mekaanisen sekoituksen sähköenergiankulutusta maatilakokoluokan laitoksen sekoituksen sähkönkulutuksen perusteella. Mekaanisessa jaksoittain tapahtuvassa sekoituksessa herkimmät parametrit yhden sekoittimen sähkötehon (Ẇ) tarpeen osalta ovat sekoitinlavan pituus (d 0) ja pyörimisnopeus (f M θ f) (Kuva 24). Lisäksi, merkittäviä parametreja ovat syötekohtaiset dimensioton tehovakio (C P) ja tiheys (ρ). Pituusdimension ylöspäin skaalaamisen vuoksi haluttuun reaktoritilavuuteen (V M) on sekoittimen pituus normitettu tunnetulla reaktoritilavuudella (V E). Tässä tarkastelussa oletetaan, että kolme mekaanista sekoitinta sekoittaa jaksoittain 240 minuuttia pyörimisnopeudella 25 % maksimipyörimisnopeudesta ja 2 minuuttia pyörimisnopeudella 90 % maksimipyörimisnopeudesta (29). 54

56 Kuva 24. Mekaanisen sekoituksen sähkönkulutusta arvioitiin maatilamittakaavan sekoituksen sähkönkulutuksen perusteella (29). Mallinnettu sekoituksen sähkönkulutus on samaa suuruusluokkaa kuin jo aiemmin on raportoitu. Edellä kuvatun sähkönkulutusmallin perusteella m 3 :n reaktorin sekoituksen sähköenergiankulutus olisi 1,3 GWh/vuosi. Jos reaktoriin saapuu vuodessa 78 kt sekalietettä, on sähköenergiankulutus 60 MJ sekalietetonnia kohden. Esimerkiksi MTT Maaningan biokaasulaitoksella sekoitusenergiankulutus lanta ja rehu syötteellä noin 8,6 %:n kiintoaineessa on ollut noin 44 MJ syötteen tuoremassayksikköä kohden (38). Sekoituksen sähkönkulutuksen on myös esitetty olevan vielä tätäkin korkeampi, 56 MJ MJ per syötteen tuoremassayksikkö (39) Sekalietteen esikäsittely ja mekaaninen kuivaus Metsäteollisuuden lietejakeiden mekaanisten vedenpoisto-ominaisuuksien on havaittu riippuvan keskeisesti poistettavan lietteen kiintoainespitoisuudesta ja lietteen tyypistä. Esim. Esiselkeyttimeltä saatavasta primaarilietteestä vedenpoiston on havaittu olevan helpompaa kuin biologisesta lietteestä, koska biologinen liete sisältää soluihin sitoutunutta vettä (2). Primaariliete taasen sisältää kuitumaisia partikkeleita, millä lienee ilmeinen vaikutus vedenpoisto-ominaisuuksiin verrattuna biologiseen lietteeseen. 55

57 Tämän hankkeen massa- ja energiataselaskelmissa otetaan huomioon sekalietteen esikäsittely ennen syöttöä biokaasuprosessiin ja vedenpoisto biokaasuprosessin jälkeen. Sekalietteen on oletettu sisältävän biologista lietettä noin yhden kolmasosan ja loput primaarilietettä. Toistaiseksi on voitu osoittaa, että ainakin edellä mainitulla primaari ja biolietteen massasuhteella voidaan suotonauhapuristimella päästä riittäviin 30 %:n kiintoainespitoisuuksiin yhdyskuntien lietteiden osalta (40). Metsäteollisuuden lietteet ovat kuitenkin osoittautuneet haasteellisimmiksi mekaanisen vedenpoiston kannalta juuri lisääntyneen biologisen lietteen tuotannon vuoksi (41). Onkin arvioitu, että pelkästään metsäteollisuuden biolietteiden osalta suotonauhapuristimella voitaisiin päästä vain %:n kiintoainespitoisuuteen, kun primaarilietteillä voidaan päästä jopa %:n kiintoainespitoisuuteen (42). Kokemukset ovat myös osoittaneet, että biolietteiden kanssa tarvitaan apuaineeksi mm. primaarilietettä, jotta vedenpoisto onnistuu helpommin. Syynä primaarilietteiden parempiin vedenpoisto-ominaisuuksiin lienee puuperäisten pienpartikkelien rakenne, mikä ei saane aikaan veden sitoutumista soluihin ja lietepartikkeleiden välisiin rakenteisiin samoin kuin biolietteiden osalta. Sekalietteen esikäsittelymietelmänä otettiin huomioon linko prosessi, koska sillä on osoitettu olevan potentiaalia lisätä hajonneen orgaanisen aineksen määrää, lisätä biokaasuprosessin metaanintuottoa ja toimia samalla kiintoaineksen säätöprosessina biokaasuprosessia varten. On raportoitu, että lingoilla voidaan käsitellä yhdyskuntien aktiiviliete tuottamaan jopa % normaalia enemmän biokaasua, mikä on johtanut jopa 49 % suurempaan orgaanisen aineksen hajoamiseen biokaasuprosessissa (43). Johtuen primaari ja biologisen lietteen massasuhteista on tässä massa- ja energiatasemallissa oletettu kuitenkin, että sekalietteen metaanintuotto on 8 % korkeampi kuin mihin jatkuvatoimisilla biokaasukokeilla päästiin. Lisäksi oletetaan, että orgaanista ainesta sekalietteestä hajoaa 16 % enemmän kuin jatkuvatoimisissa biokaasukokeissa. Metsäteollisuuden biolietteiden osalta on päästy korkeintaan 10 %:n kiintoainespitoisuuksiin (42), mikä onkin sopiva kiintoainespitoisuus pitkän viipymän biokaasuprosessin syötteeksi. Lingon sähköenergiankulutukseksi on arvioitu noin 1-1,5 kwh lietetonnia kohden (42). Erään tutkimuksen mukaan sähkönkulutus on ollut kuitenkin 2,5 kwh/m 3 aerobisesti käsitellylle lietteelle ja 4 kwh/m 3 anaerobisesti käsitellylle lietteelle (40). Tällöin päästiin aerobisesti käsitellyllä lietteellä 27 % kiintoainespitoisuuteen ja anaerobisesti käsitellyllä lietteellä 25 %:n kiintoainespitoisuuteen. Massataselaskelmissa onkin oletettu, että sekalietteelle sähkönkulutus on 2,5 kwh/m 3. 56

58 Biokaasuprosessista saatavan käsittelyjäännöksen vedenerotuksessa on otettu huomioon suotonauhapuristin, minkä toimivuus on osoitettu ainakin yhdyskuntien anaerobisesti käsitellylle primaari ja biolietteelle. Tyypillisesti suotonauhapuristin prosessilla on päästy anaerobisesti käsitellyillä yhdyskuntien primaari ja aktiivilietteillä %:n kiintoainespitoisuuksiin (44), kun pelkästään primaarilietteiden osalta on päästy hieman korkeampiin %:n kiintoainespitoisuuksiin. Erään raportin mukaan suotonauhapuristimella voitiin päästä jopa 31 %:n kiintoainespitoisuuteen anaerobisesti käsitellyn yhdyskuntalietteen osalta, jolloin energiankulutus käsiteltyä lietetonnia kohden oli 3 kwh mikä on myös tässä tarkastelussa oletettu suotonauhapuristimen sähkönkulutukseksi (40). Anaerobisesti käsitellyn lietteen suurimmaksi kiintoainespitoisuudeksi on tämän raportin massataselaskelmissa oletettu kuitenkin 25 %. On kuitenkin syytä muistaa, että anaerobisesti käsiteltyjen metsäteollisuuden jätevesilietteiden vedenpoisto-ominaisuudet on syytä selvittää tapauskohtaisesti Lannoitekäyttö Metsäteollisuuden jätevesilietteiden soveltuvuutta lannoitteeksi tarkasteltiin muuttuneen lainsäädännön ja jätevesianalytiikan valossa. Stora Enson (SE) ja Savon Sellun (SS) jätevesilietteistä analysoitiin raskasmetallipitoisuudet, suoritettiin kokonaistyppi ja fosforianalyysit ja verrattiin saatuja arvoja lainsäädännön mukaisiin raja-arvoihin Lainsäädäntö Metsäteollisuuden lietteiden käyttöä lannoitteena säätelee laki 2006/539, mikä määrittelee vaatimukset eri lannoitemateriaaleille. Lannoitevalmistajan on kuitenkin haettava lupaa lannoitevalmisteelleen Elintarviketurvallisuusvirastosta (1784/14/2011). Pääsääntöisesti lannoitteet luokitellaan niiden ominaisuuksien ja loppukäytön mukaan. Lannoitevalmisteen ei tule sisältää Salmonellaa 25 g:ssa näytettä tai Escherichia colia yli 100 pmy/g. Juuripolttosientä ei tule myöskään esiintyä taimituotannossa käytetyissä kasvualustoissa. Taudinaiheuttavien poistamiseksi ovatkin lietteet käsiteltävä vähintään tunnin ajan 70 C lämpötilassa, mikä on otettu huomioon myös tämän hankkeen energiataselaskelmissa. Huomattavaa on, että jätevesilietteiden käyttö maataloudessa rajoittuu vain niille kasvualustoille, joilla ei tuoteta kasveja suoraan ihmisten ja eläinten ravinnoksi (1034/14/2012). Asetus sallisi kuitenkin jätevesilietteiden käytön viljan, sokerijuurikkaan tai öljykasvien viljelyssä mikäli asetuksen (1034/14/2012) mukaiset raja-arvot rakasmetallien osalta eivät ylity ja viljelymaan ph on yli

59 Raskasmetallit ja hivenaineet Lietejakeiden lannoitevalmistekelpoisuuden testaamiseksi selvitettiin niiden raskasmetallipitoisuudet (Taulukko 17) ja hivenainepitoisuudet (Taulukko 18). SE:n näytteitä otettiin 10 kappaletta, Kun SS:n näytteitä otettiin 14 kappaletta, Näytteet esikäsiteltiin EPA-3051 menetelmän mukaisesti MARS5-mikroaaltomärkäpolttolaitteella, kun uuttohappona käytettiin 6 ml HNO 3 ja 1 ml H 2O 2. Sen jälkeen näytteet analysoitiin plasmaemissiospektrometrillä ICP-OES, IRIS Intrepid ll XSP laitteistolla Itä-Suomen yliopiston Joensuun metsätieteiden osastolla. Tutkittujen jakeiden raskasmetallipitoisuudet osoittavat syötteiden sopivan ainakin metsälannoite käyttöön (Taulukko 17). Peltolannoitekäyttö voisi olla mahdollista, mikäli kadmiumin ja sinkin pitoisuudet onnistuttaisiin saamaan alle raja-arvojen (Taulukko 17). Hivenainepitoisuudet molempien tehtaiden lietejakeiden osalta sellaisenaan olivat selkeästi vähemmän kuin esim. naudan lietelannalla (Taulukko 18). Poikkeuksena SE:n sekaliete sisältää kuitenkin noin 6 kertaisen määrän Kalsiumia verrattuna naudan lietelantaan. Elohopean analysoinnin osalta käytetyllä mittausmenetelmällä ei päästy määritysrajan yläpuolelle sekalietteiden osalta. Kuitenkin kahdessa SE:n GT (Gravity table) lietenäytteessä päästiin käytetyn analyysimenetelmän määritysrajan yläpuolelle, jolloin keskimääräiseksi elohopeapitoisuudeksi saatiin 0,4 mg/(kg ka.), joka on juuri ja juuri hieman enemmän kuin peltolannoitteille sallitaan. Elohopean konsentraatio tulee asetuksen (1784/14/2011) mukaan määrittää EPA 743 menetelmän avulla. Taulukko 17. Tutkittujen lietejakeiden keskimääräiset raskasmetallipitoisuudet laskettiin kymmenestä eri SE:n sekalietejakeesta ja 14 eri SS:n lietejakeesta, joita verrattiin lannoitevalmistesäädöksissä (17/14/2011 ja 1034/14/2012) annettuihin maksimiraja-arvoihin pelto- ja metsälannoitteiden osalta yksiköissä mg/(kg ka.). Sekaliete, SE Sekaliete, SS Peltolannoite Metsälannoite Arseeni 0,72 0, Kadmium 1,90 0,21 0,5 25,0 Kromi 10,48 2, Kupari 19,93 5, Elohopea - - 0,2 1,0 Nikkeli 7,21 1, Lyijy 7,71 1, Sinkki 305,61 44,

60 Taulukko 18. Hivenainepitoisuudet (g/kg ka.))määritettiin samoin kuin raskasmetallipitoisuudet, mitä verrattiin naudan lietelannan hivenainepitoisuuksiin (g/(kg ka.)). Sekaliete, SE GT liete, SE Kuivajae, SS Sekaliete, SS Naudan lietelanta (45) Kalium 0,74 0,19 0,74 0,84 52,7 Magnesium 1,81 0,74 0,71 0,87 9,09 Kalsium 91,3 71,7 4,20 4,55 14,6 Natrium 4,90 1,23 0,19 1,03 5,45 Boori 0,00 0,00 0,00 0,00 0,02 Kupari 0,02 0,01 0,01 0,01 0,05 Mangaani 0,22 0,08 0,06 0,07 0,22 Sinkki 0,31 0,15 0,06 0,04 0, Jätevedenpuhdistusvaatimukset Lietejakeiden jätevedenpuhdistusvaatimusten selvittämiseksi analysoitiin mobiilibiokaasulaitoksen lietejakeista kokonaistyppi, - fosfori, kiintoaines, hehkutushäviö, BOD7 ja COD(Cr) (Taulukko 19). Neljä kutakin näytettä otettiin mobiilibiokaasulaitteiston koejaksolta Sekaliete ja käsittelyjäännös eroteltiin ylitteeseen ja alitteeseen 125 µm:n seulalla ja ruuvipuristimen kuivajae analysoitiin sellaisenaan. Taulukko 19. SE:n lietejakeet analysoitiin Viljavuuspalvelussa (Liite 1.). Yksikkö Kuivajae Sekaliete, (125 µm >) Sekaliete, (< 125 µm) Käsittelyjäännös, (125 µm >) BOD7 mg O2/L COD(Cr) mg O2/L N-tot. g/kg DM 5,85 7,68-4,68 P-tot. g/kg DM - 1,43 12,9 1,00 20,8 VS % DM 73,4 73,8 70,6 DM % FM 44,7 6,28 0,55 10,0 0,8 Käsittelyjäännös, (< 125 µm) Lisäksi SS:n sekalietteestä analysoitiin ravinnepitoisuudet biokaasuntuotannon kannalta potentiaalisesta syötteestä (Liite 2.). Näytteet otettiin , jolloin 436,56 g kuivajaetta ja 1564,1 g sekalietettä sekoitettiin keskenään, jolloin seoksen kiintoainespitoisuudeksi saatiin 6,6 %. Kokonaistypen pitoisuudeksi saatiin 1,30 g/(kg FM), kun kokonaisfosforin pitoisuudeksi analysoitiin 0,1 g/(kg FM). Typen pitoisuus SS:n lieteseoksessa oli selkeästi suurempi kuiva-aineen massayksikköä kohden 19,7 g tot. N/(kg DM) kuin SE:n sekalietteen ylitteessä 7,68 g tot. N/(kg DM). 59

61 Sekalietteiden viljavuus Sekalietteen viljavuusominaisuuksien selvittämiseksi analysoitiin molempien tehtaiden lietejakeista pääravinteet, ph, johtokyky, kuiva-aine ja hehkutushäviö (Taulukko 20). Ravinteiden puute lietejakeissa saattaa osoittautua esteeksi niiden käytölle lannoitteena. Asetuksen (731/14/2013) mukaan maataloudessa käytettävän jätevesilietteen on sisällettävä pääravinteita yhteenlaskettuna vähintään 1,0 painoprosenttia tai sivuravinteita yhteenlaskettuna vähintään 8,0 painoprosenttia. Lisäksi lannoitevalmisteelle on osoitettava kasvien kasvua edistävä vaikutus. Esim. SE:n kuivajae sisälsi kokonaistyppeä 5,85 g/(g DM), mikä olisi noin 0,26 % kuivajakeen tuoremassasta (Taulukko 19). Jos SS:n sekaliete kuivattaisiin 25 %:n kiintoaineeseen, niin kokonaisravinnepitoisuus typen ja fosforin osalta olisi 0,5 %. Lisäksi, esim. kokonaistyppipitoisuus oli sekalietteen kuiva-aineessa noin 20 % naudan lietelannan kuiva-aineen kokonaistyppipitoisuudesta (Taulukko 20). Taulukko 20. Viljavuusanalyysit tehtiin kummankin tehtaan neljälle eri näytteelle (Liite 3.). SS seka + kuiva SE seka + kuiva Naudan lietelanta (45) Vesiliukoinen typpi g/kg ka 1,83 0,40 30,9 Kok. Typpi g/kg ka 13,5 8,6 54,5 Vesiliukoinen fosfori mg/kg ka 19,5 29,5 Kok. Fosfori g/kg ka 1,5 1,4 9,1 Kok. Kalium g/kg ka 1,2 < 1,0 52,7 ph 5,43 7,05 Johtokyky tuorepainossa, ms/m 43,58 81,10 Hehkutushäviö % ka. 94,68 74,88 Tiheys kg/m Kuiva-aine % FM 10,5 7,5 5,5 60

62 4.4. Tulokset Seuraavassa tarkastellaan hankkeessa saavutettujen kokeellisten tulosten merkitsevyyttä, jos Stora Enson ja Savon Sellun jätevedenpuhdistamoilla olisi biometaanintuotantolaitokset. Tarkastellaan mahdollisen biometaanintuotannon massa- ja energiataseita sekä edellä esitettyjen arvojen perusteella systeemin KHK tasetta. Biokaasuprosessin käsittelyjäännöksen hyödyntämistä tarkastellaan kestävyystarkastelu osiossa. Nykyisellä maakaasun hinnalla tuotetun biometaanin arvo Stora Enson tapauksessa olisikin 1.3 M /vuosi, kun Savon Sellun tapauksessa voitaisiin päästä hieman korkeampaan arvoon 1.4 M /vuosi (Kuva 25 ja Kuva 26) Massa- ja energiatase Massa- ja energiatasetarkastelussa keskitytään järjestelmään, jossa sakeutettu sekaliete esikäsitellään lingon avulla biometaanintuotantoprosessia varten. Massatase tarkastelussa osoittautui, että yksi mahdollisuus biokaasuprosessin käsittelyjäännöksen nestejakeen käsittelemiseksi voisi olla sen kierrättäminen takaisin jätevedenpuhdistamolle. Biometaanintuotantolaitoksen energiataseen arvioinnissa kyseisessä tilanteessa osoittautui, että energiaa saadaan selkeästi enemmän ulos järjestelmästä kuin sinne syötettäisiin. Jatkotutkimusta kuitenkin tarvitaan, mitä käsitellään tarkemmin kappaleessa 4.5. Rejektiveden määrä suhteessa puhdistamolle saapuvan jäteveden määrään on marginaalinen. Mekaanisesta käsittelyjäännöksen kuivauksesta syntyisi rejektivettä Stora Enson ja Savon Sellun tapauksissa 58 kt/vuosi ja 59 kt/vuosi, mikä on kuitenkin merkittävästi vähemmän kuin puhdistamolle saapuvat jätevesimassavirrat (Kuva 25 ja Kuva 26). Vuonna 2012 Stora Enson ja Savon Sellun puhdistamoille jätevettä saapui kt ja kt (Taulukko 14). Savon Sellulle saapuu lisäksi puhdistettavia jätevesiä kuorimolta, mutta tarkkaa jätevesimäärää ei ole tiedossa. On kuitenkin arvioitu, että noin kolmannes suotonauhalietteen kuiva-aineesta on peräisin kuorimolta tulevasta jätevesivirrasta. Rejektiveden määrä olisikin korkeintaan joitain prosenttiyksiköitä puhdistamolle saapuvasta jätevesivirrasta. 61

63 Eräs vaihtoehto voisi olla kierrättää biokaasulaitoksen käsittelyjäännöksestä erotettu rejektivesijae takaisin jätevedenpuhdistamolle. Mobiili biokaasulaitoksen testauksen aikana analysointiin käsittelyjäännöksen rejektiveden COD ja BOD kuormiksi keskimäärin mg/l ja 860 mg/l (Taulukko 19). Vastaavasti biokaasulaitoksen sekalietesyötteestä seulotusta nestejakeesta COD ja BOD kuormat olivat mg/l ja 800 mg/l (Taulukko 19). Kun otetaan lisäksi huomioon, käsittelyjäännöksen rejektiveden vähäinen määrä suhteessa puhdistamolle saapuvaan jätevesivirtaan, niin käsittelyjäännöksen kemiallinen tai biologinen hapenkulutus ei näyttäisi merkittävästi kuormittavan jätevedenpuhdistamoa. Tapauskohtaisesti olisi kuitenkin varauduttava joidenkin prosenttien ilmastustarpeen lisäämiseen biologisessa puhdistusprosessissa. Lisäksi olisi otettava huomioon uudentyyppisen anaerobiprosessin ja sen käsittelyjäännöksen mekaanisten vedenpoistoominaisuuksien mahdolliset vaikutukset rejektiveden laatuun. On huomattava, että COD ja BOD kuormitukset analysoitiin mobiilibiokaasulaitoksen käsittelyjäännöksistä, mikä edustanee tavanomaista biokaasulaitosta. Biokaasuprosessi auttaisi vähentämään orgaanisen aineksen määrä, mikä näkyy puhdistamojen lietemäärien vähenemisenä. On arvioitu, että normaalitilanteessa Stora Ensolla syntyy jätevesilietettä 20 kt/vuosi (kuiva-aineessa noin 40 %) ja Savon Sellulla 37 kt/vuosi (kuiva-aineessa noin 23 %). Biokaasuprosessi sekalietteiden käsittelemiseksi alentaisi Stora Enson lietemäärän 17 kt/vuosi ja Savon Sellulla lietemäärä laskisi 24 kt/vuosi, mikäli käsittelyjäännös pystyttäisiin mekaanisesti kuivaamaan 25 %:n kiintoainepitoisuuteen (Kuva 25 ja Kuva 26). Orgaanista ainesta saataisiin prosessoitua biokaasuksi ja liukoisiksi orgaanisiksi yhdisteiksi Stora Enson tapauksessa 3,3 kt/vuosi ja Savon Sellun tapauksessa 2,5 kt/vuosi. Kuiva-aineena Stora Ensolla lietettä syntyi noin 8 kt/vuosi ja Savon Sellulla noin 8,5 kt/vuosi. On kuitenkin huomattava, että Stora Enson tapauksessa liete sisältää tuhkaa noin 2,4 kt/vuosi, joka on ja pysyy lietteessä vaikka biokaasuprosessi toimisi kuinka hyvin tahansa. Savon Sellun lietteen kuiva-aineessa sen sijaan on tuhkaa vain alle 1 kt/vuosi. Sakeutettua sekalietettä käsittelevä pitkän viipymän biometaanilaitos tuottaisi enemmän energiaa kuin siihen syötetään. Tuotetun biometaanin alempi lämpöarvo Stora Enson tapauksessa olisi 12,4 GWh/vuosi ja Savon Sellun tapauksessa 13,3 GWh/vuosi (Kuva 25 ja Kuva 26). Kirjallisuusarvioiden perusteella kokonaissähköenergiankulutukseksi Stora Enson tapauksessa arvioitiin 2,4 GWh/vuosi, kun Savon Sellun tapauksessa koko sähköenergiankulutus olisi 3,3 GWh/vuosi. Arvioidut sähkönkulutusparametrit linkouksessa, biokaasuprosessissa, suotonauhaprosessissa ja kaasunpuhdistuksessa on esitetty tarkemmin kappaleessa 4.2. Biokaasuprosessin tarvitsema lämpö hygienisoinnissa laskettiin ottaen huomioon, että syötettävä liete vastaanottaa lämpöä kahdessa vaiheessa ennen varsinaista hygienisointia (Kappale 4.2.3). Prosessin tarvitsema lämpö voitaisiin kuitenkin tarvittaessa korvata myös jollain muulla lämmönlähteellä, mikä lisäisi korkea-arvoisen biometaanintuotantomäärää. Biometaanintuotto oletettiin tässä tarkastelussa molempien tehtaiden osalta jatkuvatoimisia biometaanikokeita 8 % korkeammaksi VS massayksikköä kohden olettaen, että linkous lisää biometaanintuottavuutta ja hajoavan orgaanisen aineen määrää. 62

64 Rejektivesi: Sakeutettu sekaliete: Biokaasu ja liuennut orgaaninen aines: Linko Biokaasuprosessi Lämmöntarve: Kaasukattila 400 Biokaasu: Häviöt: Suotonauhapuristin Kaasunpuhdistus Käsittelyjäännös: Kiintoaine on25 % tuoreamassasta Biometaanin rahallinen arvo: 1,32 M Massa, t/vuosi Lämpöenergia, MWh/vuosi Arvioitu sähkönkulutus, MWh/vuosi Kuva 25. Massa- ja energiatase Stora Enson tapauksessa tarkastellussa biokaasuntuotantovaihtoehdossa perustuvat edellä esitettyihin kokeellisiin lähtöarvoihin sekä kirjallisuusarvioihin. Rejektivesi: Sakeutettu sekaliete: Linko 200 Biokaasu ja liuennut orgaaninen aines: Biokaasu: Lämmöntarve: Biokaasuprosessi Kaasukattila Häviöt: Suotonauhapuristin Kaasunpuhdistus Käsittelyjäännös: Kiintoaine on 25 % tuoreamassasta Biometaanin rahallinen arvo: 1,41 M Massa, t/vuosi Lämpöenergia, MWh/vuosi Arvioitu sähkönkulutus, MWh/vuosi Kuva 26. Massa- ja energiataselaskelmat Savon Sellun tapauksessa perustuvat edellä esitettyihin kokeellisiin lähtötietoihin sekä kirjallisuusarvoihin. 63

65 Kestävyystarkastelu Biometaanintuotannon kestävyyden arvioimiseksi laskettiin tarkastelun kohteena olleelle järjestelmälle kasvihuonekaasupäästöt (KHK päästöt) tuotettua biometaaniyksikköä kohden ja verrattiin KHK päästöjä uusiutuvan energian direktiivin vertailuarvoon 302 CO 2 eqv. kg/mwh (2009/28 EC). Mikäli toiminnanharjoittaja voi osoittaa liikenteenpolttoaineen tuotannolle vähintään 60 %:n päästövähennykset vuodesta 2018 alkaen, katsotaan toiminnanharjoittajan tuotanto Euroopan Unionin alueella usein tuettavaksi toiminnaksi. Näin ollen Euroopan yhteisö osallistunee konkreettisesti yhteisten ilmastotavoitteiden saavuttamiseen. Tarkastelun kohteena olleessa järjestelmässä syntyneet päästöt laskettiin perustuen edellä esitettyihin massa- aja energiataseisiin sekä noudattaen uusiutuvan energian tuotannon direktiivin KHK laskentasääntöjä (2009/28/EC). Lannoitteiden tuotannon osalta käytettiin Biocrace järjestelmään hyväksyttyjä päästökertoimia (46). Sähköntuotannon ja dieselin tuotannon osalta käytettiin Gabi 6.0 kertoimia (47). Sen sijaan dieselin käytön osalta käytettiin VTT:n Lipaston päästökertoimia (48). Stora Enson tapauksessa päästäisiin 114 %:n ja Savon Sellun tapauksessa 111 %:n päästövähennyksiin (Kuva 27 ja Kuva 28), mikä on selvästi yli vaaditun 60 %:n päästövähennystavoitteen. Päästövähennyksiä saadaan aikaiseksi korvaamalla lietteen kaatopaikkasijoitus biometaanintuotannolla ja korvaamalla typpilannoitetta lannoituksessa. Sen sijaan päästöjä syntyy itse tuotantoprosessin sähkönkulutuksen ja metaanivuotojen vuoksi. On oletettu, että tuotetusta biometaanista 2 % vuotaa. KHK tase CO2 eqv. t/vuosi 200 Linko Sähkö Biokaasuntuotanto KHK päästöt biometaanintuotannossa: -42 kg CO2 eqv/mwh 112 Suotonauhapuristin KHK vähennys: 114 % 370 Kaasunpuhdistus Metaanivuodot 510 Ammonium nitraatti 230 Lannoitus, turvemaalle Diesel 300 Vältetyt KHK päästöt biokaasuntuotannolla Lisääntyneet päästöt Vähentyneet päästöt Kuva 27. KHK päästövähennykset Stora Enson tapauksessa perustuvat edellä esitettyyn massa- ja energiataseeseen. 64

66 Suurimmat KHK päästövähennykset voidaan saada aikaan, mikäli korvataan lietteen kaatopaikkasijoitus biokaasuntuotannolla. Vuonna 2012 metsäteollisuuden lietteitä jouduttiin sijoittamaan noin 40 ka. kt kaatopaikalle, mikä on noin 9 % kokonaislietteentuotantomäärästä (4). Siten myös näissä KHK laskelmissa oletettiin, että puhdistamoilla voi syntyä kaatopaikkasijoitettavaa lietettä noin 9 %, jolle ei nykytilanteessa ole löytynyt järkevää käsittelymenetelmää. Näin ollen ohjaamalla hajoava orgaaninen aines biokaasuprosessiin Stora Enson tapauksessa voitaisiin vähentää KHK päästöjä 2400 CO 2 t eqv./vuosi kaatopaikkasijoitukseen verrattuna (Kuva 27). Savon Sellun tapauksessa vastaava KHK vähennys olisi vieläkin suurempi noin 2600 CO 2 t eqv./vuosi (Kuva 28). KHK tase CO2 eqv. t/vuosi 100 Linko Sähkö Biokaasuntuotanto KHK päästöt biometaanintuotannossa: -33 kg CO2 eqv/mwh 120 Suotonauhapuristin KHK vähennys: 111 % 400 Kaasunpuhdistus Metaanivuodot 550 Vältetyt KHK päästöt: Ammonium nitraatti 500 Lannoitus, turvemaalle Diesel 410 Vältetyt KHK päästöt biokaasuntuotannolla Lisääntyneet päästöt Vähentyneet päästöt Kuva 28. Savon Sellun tapauksen KHK päästövähennyslaskelmat perustuvat edellä esitettyihin massa- ja energiataselaskelmiin. Toiseksi merkittävin päästövähennysten aiheuttaja voisi olla käsittelyjäännöksen käyttö typpilannoitteen (ammoniun nitraatin) korvaajana. Käsittelyjäännöksen levityksestä aiheutuu kuitenkin levitystyövaiheen päästöjä, jotka ovat samaa suuruusluokkaa kuin mitä typpilannoitteen korvaamisella voidaan saavuttaa (Kuva 27 ja Kuva 28). Käsittelyjäännöksen levityksen päästöt oletettiin syntyvän turvemaalle levityksen yhteydessä käyttäen lannanlevitysmallia (29), 50 km keskimääräistä kuljetusmatkaa sekä maksimilannoitusmäärää 180 kg/ha kokonaistypelle. Perustuen käsittelyjäännöksen viljavuusanalyyseihin (Taulukko 20), tarvittaisiin Stora Enson lietteille 760 hehtaarin levitysala. Levitysmäärä olisi tällöin 83 t tuoremassana hehtaaria kohden, mikä on erittäin paljon verrattuna esim. maanviljelijöiden normaalisti käyttämään noin 20 t tuoremassana hehtaaria kohden. Savon Sellun tapauksessa vastaavilla käsittelyjäännöksen levityksen päästömallilla ja sekalietteen viljavuustiedoilla (Taulukko 20) levitysalaa tarvittaisiin 450 hehtaaria. Turvesuolle levitettäisiin tällöin 50 t tuoremassana hehtaaria kohden. 65

67 4.5. Johtopäätökset Muuttuvassa toimintaympäristössä biometaanintuotanto metsäteollisuuden jätelietteistä on osoittautunut houkuttelevaksi vaihtoehdoksi metsäteollisuudet jätelietteiden käsittelyyn energiataseen ja KHK päästöjen vähentämisen suhteen. Energiatasetarkastelussa arvioitiin biometaanintuotantolaitokseen kuluttaman yhden sähköenergiayksikön tuottavan neljästä viiteen energiayksikköä biometaanina. Tulevaisuudessa biologisen lietteen tuotannon lisääntyessä lisääntyvät myös todennäköisesti ongelmat lietteen mekaanisessa vedenpoistossa ja poltossa, mikä ennen vuotta 2016 tarkoittaisi lietteen sijoittamista kaatopaikalle. Mikäli kuitenkin paljon biologista lietettä sisältävä jae biokaasutettaisiin kaatopaikkasijoituksen sijaan, olisi sillä myös KHK päästövähennysten kannalta positiivinen merkitys. Uudentyyppisen biokaasulaitoksen syötteen esikäsittelyyn ja käsittelyjäännöksen mekaaniseen kuivaukseen sekä lannoitearvon lisäämiseen olisi kuitenkin syytä tehdä jatkotutkimusta. Hankkeen tekijöiden tiedossa ei ollut vielä vuonna 2014 yhtään täyden mittakaavan metsäteollisuuden jätevesilietettä käsittelevää biometaanilaitosta, vaikka tutkimustuloksia aiheen tiimoilta on useita. Hankkeen tekijöiden käsityksen mukaan biometaanintuotantoprosessin vieminen täyteen mittakaavaan edellyttää jatkotutkimusta, mitä tässä kappaleessa myös tarkastellaan. Biokaasulaitoksen käsittelyjäännösjakeita voitaisiin hyödyntää myös peltolannoitteina metsälannoitteiden lisäksi, mikäli raskasmetallien pitoisuudet saataisiin madallettua sekä hiven- ja ravinneaineilla saataisiin ko. pitoisuudet lannoitevalmiste asetuksen edellyttämälle tasolle. Mikäli ainakin Kadmiumin ja Sinkin pitoisuudet saataisiin alemmalle tasolle, voisivat tarkastelun kohteena olleet sekalietteet soveltua myös peltolannoitekäyttöön. Jotta käsittelyjäännösjakeiden lannoitekäyttö olisi energiataloudellisesti järkevää, tulisi pääravinnepitoisuus jäännöksissä olla korkeampi. Näin ollen yhteismädätys ravinnerikkaiden maatalousperäisten syötteiden kanssa tai muu ravinteiden lisäys voisi olla yksi mahdollisuus hyödyntää paremmin käsittelyjäännöksiä lannoitteena. Hivenaineiden osalta jouduttaisiin myös turvautumaan apuaineisiin lukuun ottamatta niitä lietteitä, jotka sisältävät paljon Kalsiumia esim. Stora Enson sekaliete. 66

68 Tärkein intressi jatkotutkimukselle on se, että metsäteollisuuden jätevedenpuhdistamoiden sakeutetut sekalietteet, joiden ominaisuudet poikkeavat toisistaan havaittiin soveltuvan biokaasuprosessin raaka-aineiksi. Jatkossa tulisikin keskittyä niiden ongelmien ratkaisemiseen, jotka ovat aiemminkin estäneet sakeutetun sekalietteen mädättämisen teknis-taloudellisesta näkökulmasta. Yksi merkittävimmistä esteistä sekalietteen käsittelyssä on ollut se, että tavanomaisen pitkän viipymän biokaasuprosessin on havaittu vaativan pitkiä viipymäaikoja orgaanisen aineksen hajottamiseksi, mikä on tarkoittanut myös huomattavia investointikustannuksia. Yksi potentiaalinen ratkaisu orgaanisen aineksen hajoamisen nopeuttamiseksi voisi olla syötteen esikäsitteleminen fysikaalisesti ja kemiallisesti siten, että syötteen viipymäaikoja ja näin ollen reaktoreiden tilavuuksia ja investointikustannuksia voitaisiin madaltaa. Tavanomaista suurempi orgaanisen aineksen hajoaminen tarkoittaisi myös suurempia biometaanintuotantomääriä syötettyä lietemassayksikköä kohden. Olisi otettava myös huomioon, että sekalietteiden kuiva-aineet sisältävät usein myös muita täyteaineita, jotka eivät varsinaisesti ota osaa itse prosessiin, vaan kulkevan sen mukana. Näin ollen tärkeäksi seikaksi nousee lietteen käsittelyn kannalta eri erotteluprosessien kehittäminen, joiden avulla voitaisiin saada vain metaania tuottavat jakeet varsinaiseen biokaasuprosessiin. Lisäksi olisi varmistettava ja selvitettävä miten vedenpoistoprosessit soveltuvat uudentyyppisen biokaasulaitoksen käsittelyjäännökselle. Edellä mainittujen prosessien kehittäminen auttaisi myös vähentämään KHK kuormitusta. Vaikutukset olemassa olevaan jätevesijärjestelmään tulisi selvittää tapauksessa, jossa uudentyyppinen biometaanintuotantolaitos käsittelisi sakeutettua sekalietettä. Mikäli laitoksen käsittelyjäännöksen nestejae palautettaisiin takaisin jätevedenpuhdistamolle, tulisi nestejakeen vaikutukset puhdistamon toimintaan selvittää. Toisaalta myös jätevedenpuhdistusprosessin toiminnassa tulisi ottaa huomioon biokaasuprosessissa toivotut syötteen ominaisuudet. 67

69 5. Johtopäätökset ja tulkinta biohiilivaihtoehdon osalta Biokaasuprosessin vaihtoehtona lietteiden käsittelemiseksi voisi toimia biohiiliprosessi, josta tämä suomenkielinen tiivistelmä kertoo. Tarkemmat biohiilivaihtoehdon mahdollisuudet ja haasteet on käsitelty saksalaisen Ostfalian amk:n tuottamassa englanninkielisessä raportissa (Liite 5.). Biohiiliprosessia kutsutaan myös HTC (Hydro Thermal Carbonization) prosessiksi, mutta myös torrefiointi termiä käytetään. Biohiiliprosessissa biomassa käsitellään noin 200 C lämpötilassa ja noin 20 atm paineessa joidenkin tuntien ajan, jolloin saadaan lisättyä biomassan hiilipitoisuutta ja energiatiheyttä. Biohiilivaihtoehdon massatasetta sekä lietteiden ja biohiilten lämpöenergiasisältöjä tarkastellaan Saksassa suoritettujen 335 litran panostoimisten biohiilireaktorikokeiden pohjalta (Kuva 29). Havaittiin, että ravinnelisäyksillä biohiilellä olisi potentiaalia lannoitevalmisteeksi. HTC prosessi lisää myös metaanintuottavuutta, jos HTC prosessin jäännösvettä lisätään biokaasuprosessiin. Stora Enson tapauksessa osoittautui, että HTC prosessin käsittelemä sekaliete gravitaatiopöydältä sisältäisi hieman vähemmän lämpöenergiapotentiaalia kuin mitä nykytilanteessa voidaan saavuttaa (Kuva 30). Toisaalta biohiilen energiasisältö lähes kaksinkertaistuisi, vaikka absoluuttinen lämpöenergiapotentiaali biohiilestä olikin pienempi kuin sekalietteestä nykytilanteessa. Keskeinen syy biohiilestä saatavaan pienenpään absoluuttiseen lämpöenergiasisältöön on se, että 28 % HTC prosessiin syötetystä kiintoaineksesta muuttui liukoisiksi yhdisteiksi. Lisäksi Stora Enson sekaliete sisältää tuhkaa noin 30 % kokonaiskiintoaineesta, mikä kulkee prosessin mukana, mutta ei vaikuta absoluuttiseen lämpöenergiapotentiaaliin. Myös HTC rejektiveden kemiallinen (COD) ja biologinen (BOD) hapenkulutus olisi selkeästi enemmän kuin nykytilanteessa ruuvipuristimelta poistuvasta rejektivedestä, mikä olisi otettava huomioon HTC rejektiveden käsittelyvaihtoehtoja mietittäessä. Kuva 29. Biohiiliprosessin testaamiseksi sekä Stora Enson että Savon Sellun lietteille käytettiin Saksan Karlsruhessa sijaitsevaa panostoimista biohiililaitteistoa. 68

70 Massa, t/vuosi Lämpöenergiasisältö, MWh/vuosi Arvioitu lämpöenergiantarve, MWh/vuosi HTC vaihtoehto Nykytilanne Sekaliete gravitaatiopöydältä Sekaliete gravitaatiopöydältä Rejektivesi: COD: 14 g/l BOD/COD: HTC prosessi Suotonauhapuristin Rejektivesi COD: 2 g/l BOD/COD: 0.3 Kuivattu sekaliete Ruuvipuristin Biohiili Energiatiheys, MWh/t: 1,7 1,0 Kiintoainepitoisuus, %: Kuva 30. Stora Enson tapauksen biohiiliprosessin ja nykytilanteen massa- ja lämpötasetarkastelu perustuu Ostfalia amk:n tuottamiin lähtöarvoihin. Savon Sellun tapauksessa biohiilivaihtoehto voisi hyvinkin olla mahdollinen, mutta lisätutkimusta tarvitaan HTC prosessin lämpöenergiantarpeen määrittämisen osalta. Vaikka lietettä syntyy noin 37 kt/vuosi 23 %:n kiintoaineessa, niin sitä on onnistuttu polttamaan hieman yli 10 kt/vuosi (49). Suotonauhapuristimelta saatavan lietteen lämpöarvo nykytilanteessa on noin 2,4 MJ/kg, kun HTC prosessoinnin jälkeen biohiilen lämpöarvo olisi noin 7,7 MJ/kg (Liite 5.). Nykyvaihtoehdossa 37 kt lietemäärästä saataisiin lämpöenergiana 25 GWh/vuosi, kun biohiiliprosessoinnin jälkeen lämpöenergiaa irtoaisi 31 GWh/vuosi (Kuva 31). Suurin syy korkeampaan absoluuttiseen HTC hiilen lämpöenergiapotentiaaliin on suotonauhalietteen melko korkea puuperäisen aineksen pitoisuus ja alhainen tuhkapitoisuus, mikä on hieman päinvastoin kuin Stora Enson tapauksessa. HTC prosessi vaatii kuitenkin lämpöenergiaa, jonka tarve pitäisi määrittää kokeellisesti. Koska HTC prosessissa on nostettava syötteen vesi kylläisen höyryn tilaan, on prosessin vaatima lämpöenergian tarve Itä-Suomen yliopiston arvioiden mukaan ainakin useita GWh/vuosi. Höyryn lämpösisältöjen mittaamiseen ja analysointiin liittyy paljon epävarmuuksia, koska sekafaasissa olevan höyryn lämpötila ja paine eivät muutu. Absoluuttisen lämpöenergian tarpeen määrittämiseen tarvittaisiin myös täysin eristetty järjestelmä, jotta voitaisiin selvittää kuinka paljon prosessi luovuttaa lämpöenergiaa ympäristöön ja kuinka paljon lämpöenergiaa on tuotu järjestelmään. Nämä seikat olisikin syytä ottaa huomioon lämpöenergian tarvetta määritettäessä. 69

71 Biohiili kaipaisi ravinteita samoin kuin myös biokaasuprosessin käsittelyjäännöskin, koska ravinnepitoisuudet lietteissä ovat alhaisia maatalouden syötteisiin verrattuna (Taulukko 20). Stora Enson osalta biohiili kaipaisi lisäravinteita typen ja fosforin osalta, mikäli pääravinnepitoisuudet haluttaisiin nostaa yli vaaditun 1 %:n biohiilen massayksikköä kohden (731/14/2013). Sen sijaan Savon Sellun 40 %:n kuiva-aineeseen kuivattuun biohiileen olisi konsentroituneena 0,96 % kokonaistyppeä ja fosforia. Savon Sellun biohiilen typen ja fosforin pitoisuudet olisivat jo varteenotettavalla tasolla ajatellen biohiilen lannoitekäyttöä sellaisenaan. Biohiiliprosessi ei tosin olennaisesti muuttanut pääravinteiden pitoisuuksia Savon Sellun lietteessä. HTC prosessin jäännösveden havaittiin nostavan biokaasuntuottavuutta. Kun Savon Sellun sekalietettä mädätettiin biokaasuprosessissa ja kokonaissyötemassavirtaan syötettiin 30 % biohiili testauksen jäännösvettä, niin metaanin tuottavuus lisääntyi noin 13 %. Biohiiliprosessoinnin on todettu myös esikäsittelymenetelmänä lisäävän metaanintuottavuutta jopa % (50). Biohiiliprosessin metaanintuotantoa kiihdyttävä vaikutus johtunee lisääntyneestä käyttökelpoisemmasta orgaanisen aineksen määrästä metaanintuottajamikrobeille. Tästä antaakin viitteitä myös se, että kemiallinen hapenkulutus on seitsenkertainen biohiiliprosessin jäännösvedessä verrattuna sekalietteestä erotettuun jäännösveteen (Kuva 30). HTC vaihtoehto, Savon Sellu Liete suotonauhapuristimelta Rejektivesi: COD: 22 g/l BOD/COD: t/vuosi t/vuosi HTC prosessi t/vuosi Suotonauhapuristin Arvioitu lämpöenergiantarve, MWh/vuosi: Biohiili: t/vuosi Biohiilen lämpöenergiasältö, MWh/vuosi: Biohiili Nykyinen liete Energiatiheys, MWh/t: 2,2 0,7 Kiintoainepitoisuus, %: Kuva 31. Savon Sellun tapauksen lietteenkäsittelyn vaihtoehtojen tarkasteleminen perustuu Ostfalia amk:n raporttiin. 70

72 6. Liitteet Liite 1. Analyysit Viljavuuspalvelussa Liite 2. Analyysit SKYT:llä Liite 3. Viljavuuspalvelu Liite 4. Kyselytutkimus, Aapo Kovanen. Liite 5. Biohiiliprosessi lietteiden käsittelemiseksi, Ostfalia amk. 71

73 7. Lähdeluettelo 1. Metsäteollisuus tilastoina ja graafeina. [Online] Metsäteollisuus ry, 24. January [Viitattu: 2. May 2013.] 2. Ojanen, Pekka. Sellu- ja paperitehtaiden lietteiden käsittely ja hyötykäyttö sekä niitä rajoittavat tekijät. KAAKKOIS-SUOMEN YMPÄRISTÖKESKUS. Lappeenranta : Aalef Online Kirjapaino, ISBN X (PDF). 3. Moring, Helena. Puolikemiallisen sellu- ja kartonkitehtaan lietteen hyötykäyttö. s.l. : Lahti Science Busiiness Park, Heikkinen, Maija. Ympäristö. Massa- ja paperiteollisuuden tuotanto, päästöt ja jätteet Suomessa [Online] Metsäteollisuus ry, 7. July [Viitattu: 6. March 2014.] 5. Metsäteollisuus tilastoina ja graafeina. [Online] Metsäteollisuus ry, 7. February [Viitattu: 2. May 2013.] 6. Suomen metsäteollisuuden kilpailukyky; Työ- ja elinkeinoministeriö, Metsäalan strateginen ohjelma, Taustaselvitys. [Online] Indufor Oy, 7. May [Viitattu: 22. February 2013.] 7. Intergrated Pollution Prevention and Control (IPPC). Reference Document on Best Available Techniques in the Pulp and Paper Industry. [Online] European Commission, December [Viitattu: 30. April 2013.] 8. FINLEX. Waste tax law. [Online] 17. December [Viitattu: 29. October 2012.] 9. Taustamuistio kaatopaikoista annetun valtioneuvoston päätöksen muuttamista varten. Margareta Wahlström, Jutta Laine-Ylijoki, Johannes Jermakka. Helsinki : YMPÄRISTÖMINISTERIÖN RAPORTTEJA , Ministry of the Environment, ISBN Lehtonen, Eeva. Paperitehtaan jätevesien käsittely termofiilisellä aktiiviliete- ja biofilmiprosessilla. Jyväskylä : JYVÄSKYLÄN YLIOPISTO, Forsius K., Assmuth T. Metsäteollisuuden jätteet ja niiden käsittely. Vesi- ja ympäristohallituksen monistesarja, nro:272. Helsinki : s.n., ISBN: Riffat, Rumana. Fundamentals of wastewater treatment and engineering. s.l. : IWA Publishing, ISBN:

74 13. Pasi Liimatainen, Risto Soukka, Esa Marttila, Simo Hammo. Metsäteollisuuden jätevedenpuhdistamon lietteiden vaihtoehtoiset käsittelymenetelmät. Lappeenranta : Lappeenrannan teknillinen yliopisto, ISBN: Yung-Tse Hung, Lawrence K Wang, Nazih K Shammas. Handbook of Environment and Waste Management. Singapore : World Scientific, ISBN Pretreatment technologies for advancing anaerobic digestion of pulp and paper biotreatment residues. Allan Elliot, Talat Mahmood. Pages: , s.l. : Water Research, Osa/vuosik. 41. ISSN: Energy Production by anaerobic digestion of waste sludge from wood processing industries. Pekka Vilpunen, Kari Harmaa. s.l. : ENERGY FROM BIOMASS AND WASTES XIII, ISBN: Anaerobic Treatment of Kraft Pulp-Mill Waste Activated-Sludge: Gas Production and Solids Reduction. Puhakka, Jaakko A. Pages:61-68, Helsinki : Bioresource Technology, 1992, Osa/vuosik Anaerobic treatment in pulp- and paper-mill waste management: a review. Rintala, J. A., Puhakka, J. A. 1: pages:1-18, s.l. : Bioresource Technology, 1994, Osa/vuosik. 47. ISSN: Seadi, T., Rutz, D., Prassl, H., Köttner, M., Finsterwalder, T., Volk, S., Janssen, R. Biogas handbook. [Online] Lokakuu [Viitattu: 8. Tammikuu 2014.] 20. Anaerobic treatab ility and biogas production potential of selected in-mill streams. M. I. Yang, E. A. Edwards and D. G. Allen. s.l. : Water Science & Technology WST, doi: /wst Gerardi, Michael H. The Microbiology of Anaerobic Digesters. [Online] [Viitattu: ] 22. Ertem, F.C. Improving biogas production by anaerobic digestion of different substrates Calculation of potential energy outcomes. Halmstadin yliopisto, Ympäristötieteiden laitos. Pro gradu tutkielma Volatile fatty acids as indicators of process imbalance ain anaerobic digestors. B. K. Ahring, M. Sandberg, I. Angelidaki. 1995, Appl Microbiol Biotechnol, Osa/vuosik. 43, ss Reguklation and optimization of the biogas process: Propionate as a key parameter. H. B. Nielsen, H. Uellendhl, B. K. Ahring. 2007, Biomass and Bioenbergy, Osa/vuosik. 31, ss Dynamics of the Anaerobic Process:. Peter F. Pind, Irini Angelidaki, Birgitte K. Ahring. 2003, Biotechnol Bioeng, Osa/vuosik. 82, ss

75 26. Hynninen, Pertti. Environmental Control; Papermaking Science and Technology a series of 19 books. Jyväskylä : Gummerus Printing, ISBN Ukkonen, Mari. Metsäteollisuuden jätevesien häiriöpäästöt ja niihin varautuminen, CASE: Kaakkois- Suomi. Kouvola : KAAKKOIS-SUOMEN YMPÄRISTÖKESKUS, ISBN (PDF). 28. Energy use and recovery strategies within wastewater treatment and sludge handling at pulp and paper mills. Alina Stoica, Maria Sandberg, Ola Holby. 14; Pages: , Karlstad, Sweden : Bioresource Technology, 2009, Osa/vuosik doi: /j.biortech Huopana, Tuomas. Energy efficient model for biogas production in farm scale. Master's thesis. [Online] Jyväskylä University Digital Archive, 21. March [Viitattu: 13. July 2011.] 30. Seppänen, Raimo. Maol taulukot. Helsinki : Otava, ISBN Anneli Petersson, Arthur Wellinger. Biogas upgrading technologies developments and innovations. s.l. : IEA Bioenergy, Climate balance of biogas upgrading systems. A. Pertl, P. Mostbauer, G. Obersteiner. Pages:92-99, Wien, Austria : Waste Management, 2010, Osa/vuosik. 30. doi: /j.wasman Biogas upgrading technology overview, comparison and perspectives for the future. Fredric Bauer, Tobias Persson, Christian Hulteberg, Daniel Tamm. s.l. : Biofuels, Bioprod. Bioref., 2013, Osat/vuosik. 7: Persson, Margareta. EVALUATION OF UPGRADING TECHNIQUES FOR BIOGAS. School of Environmental Engineering, Lund University Urban, Wolfgang. Technologien und Kosten der Biogasaufbereitung und Einspeisung in das Erdgasnetz. Ergebnisse der Markterhebung Oberhausen : Institut Umwelt-, Sicherheits-, Energietechnik UMSICHT, Theodore L. Bergman, Adrienne S. Lavine, Frank P. Incropera, David P. Dewitt. Fundamentals of Heat and Mass Transfer 7th ed. s.l. : John Wiley & Sons Inc., ISBN-13: Polttoaineiden lämpöarvot, hyötysuhteet ja hiilidioksidin omi-naispäästökertoimet sekä energian hinnat. [Online] Motiva Oy, 19. April [Viitattu: 14. May 2014.] astokertoimet_seka_energianhinnat_ pdf. 74

76 38. (toim.), Sari Luostarinen. Biokaasuteknologiaa maatiloilla I. s.l. : Biotila hanke, A regional model for sustainable biogas electricity production: A case study from a Finnish province. Tuomas Huopana, Han Song, Harri Niska and Mikko Kolehmainen. s.l. : Elsevier, 2013, Applied Energy, Osat/vuosik. 102, Pages: NEW GENERATION BELTPRESSES AND DECANTERS FOR SLUDGE DEWATERING. H. F. van der Roest, A. A. Salome and E. Koomneef. 1; Pages:21-28, Amersfoort, The Netherlands : WaL Sci. Tech., 1993, Osa/vuosik Correlation of wood-based components and dewatering properties of waste activated sludge from pulp and paper industry. H. Kyllönen, J. Lehto, P. Pirkkonen, A. Grönroos, H. Pakkanen and R. Alén. 2; Pages: , Jyväskylä : Water Science & Technology, 2010, Osa/vuosik. 62. ISSN: Elina Lohiniva, Tuula Mäkinen & Kai Sipilä. Lietteiden käsittely, Uudet ja käytössä olevat tekniikat. Espoo : VTT TIEDOTTEITA MEDDELANDEN RESEARCH NOTES 2081, ISBN Enhancement of sludge anaerobic digestion by using of a special thickening centrifuge. Michal Dohányos, Jana Zábranská, Pavel Jenícek. 11; Pages: , s.l. : Water Science and Technology, 1997, Osa/vuosik. 36. DOI: /S (97)00677-X. 44. George Tchobanoglous, Franklin L. Burton, H. David Stensel. Wastewater Engineering, Treatment and Reuse. s.l. : McGraw-Hill Higher Education, ISBN: Lantatilasto : Nauta; Lietelanta. s.l. : Viljavuuspalvelu, % pdf. 46. The BioGrace GHG calculation tool: a recognised voluntary scheme. [Online] [Viitattu: 12. May 2014.] 47. Gabi Software. [Online] PE-international. [Viitattu: 15. July 2014.] 48. Mäkelä, Kari. Työkoneiden keskimääräinen päästö polttoainelitraa kohden Suomessa vuonna [Online] 25. May [Viitattu: 6. Sebtember 2013.] 49. Sarkkinen, Jouko. SAVON SELLU OY:N LIETTEEN KÄSITTELYN KEHITTÄMINEN. [Online]

77 50. Bayr, Suvi. Biogas Production from Meat and Pulp and Paper Industry By-Products. Jyväskylä : University of Jyväskylä, ISBN

78 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi Kuivajae klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7 13 mg O2/g DS Typpi (N), kokonaispit. a) 7,3 g/kg ka 3,5 kg/tn * COD(Cr),kemiallinen hapenkulus * Hehkutushäviö 69,5 % ka - - Tilavuuspaino * Kuiva-aine - 48,2 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen * merkityihin analyyseihin näyte ei riittänyt

79 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi Kuivajae klo 8.45 kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7 12 mg O2/g DS Typpi (N), kokonaispit. a) 5,4 g/kg ka 2,3 kg/tn * COD(Cr),kemiallinen hapenkulus * Hehkutushäviö 70,7 % ka - - Tilavuuspaino * Kuiva-aine - 42,5 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen * merkityihin analyyseihin näyte ei riittänyt

80 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi Kuivajae klo 8.45 kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7 14 mg O2/g DS Typpi (N), kokonaispit. a) 5,4 g/kg ka 2,5 kg/tn * COD(Cr),kemiallinen hapenkulus * Hehkutushäviö 76,8 % ka - - Tilavuuspaino * Kuiva-aine - 46,7 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen * merkityihin analyyseihin näyte ei riittänyt

81 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi Kuivajae klo 8.30 kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7 18 mg O2/g DS Typpi (N), kokonaispit. a) 5,3 g/kg ka 2,2 kg/tn * COD(Cr),kemiallinen hapenkulus * Hehkutushäviö 76,5 % ka - - Tilavuuspaino * Kuiva-aine - 41,5 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen * merkityihin analyyseihin näyte ei riittänyt

82 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi Sekaliete klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7 * Typpi (N), kokonaispit. a) 9,5 g/kg ka 0,5 kg/tn * Fosfori (P), kokonaispit. a) 1,7 g/kg ka 0,1 kg/tn * COD(Cr),kemiallinen hapenkulus * Hehkutushäviö 72,9 % ka - - Tilavuuspaino * Kuiva-aine - 5,3 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen * merkityihin analyyseihin näyte ei riittänyt

83 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi Sekaliete klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7 * Typpi (N), kokonaispit. a) 9,3 g/kg ka 0,6 kg/tn * Fosfori (P), kokonaispit. a) 1,6 g/kg ka 0,1 kg/tn * COD(Cr),kemiallinen hapenkulus * Hehkutushäviö 72,7 % ka - - Tilavuuspaino * Kuiva-aine - 6,4 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen * merkityihin analyyseihin näyte ei riittänyt

84 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi Sekaliete klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7 * Typpi (N), kokonaispit. a) 6,1 g/kg ka 0,4 kg/tn * Fosfori (P), kokonaispit. a) 1,3 g/kg ka 0,1 kg/tn * COD(Cr),kemiallinen hapenkulus * Hehkutushäviö 73,8 % ka - - Tilavuuspaino * Kuiva-aine - 6,5 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen * merkityihin analyyseihin näyte ei riittänyt

85 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi Sekaliete klo 9.15 kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7 * Typpi (N), kokonaispit. a) 5,8 g/kg ka 0,4 kg/tn * Fosfori (P), kokonaispit. a) 1,1 g/kg ka 0,1 kg/tn * COD(Cr),kemiallinen hapenkulus * Hehkutushäviö 75,6 % ka - - Tilavuuspaino * Kuiva-aine - 6,9 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen * merkityihin analyyseihin näyte ei riittänyt

86 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi R2, klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7 * Typpi (N), kokonaispit. a) 4,0 g/kg ka 0,4 kg/tn * Fosfori (P), kokonaispit. a) < 1,0 g/kg ka < 0,1 kg/tn * COD(Cr),kemiallinen hapenkulus * Hehkutushäviö 72,9 % ka - - Tilavuuspaino * Kuiva-aine - 9,9 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen * merkityihin analyyseihin näyte ei riittänyt

87 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi R2, klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7 * Typpi (N), kokonaispit. a) 4,0 g/kg ka 0,4 kg/tn * Fosfori (P), kokonaispit. a) < 1,0 g/kg ka < 0,1 kg/tn * COD(Cr),kemiallinen hapenkulus * Hehkutushäviö 70,7 % ka - - Tilavuuspaino * Kuiva-aine - 10,0 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen * merkityihin analyyseihin näyte ei riittänyt

88 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi R2, klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7 * Typpi (N), kokonaispit. a) 5,1 g/kg ka 0,5 kg/tn * Fosfori (P), kokonaispit. a) < 1,0 g/kg ka < 0,1 kg/tn * COD(Cr),kemiallinen hapenkulus * Hehkutushäviö 70,1 % ka - - Tilavuuspaino * Kuiva-aine - 9,8 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen * merkityihin analyyseihin näyte ei riittänyt

89 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi R2, klo 9.20 kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7 * Typpi (N), kokonaispit. a) 5,6 g/kg ka 0,6 kg/tn * Fosfori (P), kokonaispit. a) 1,0 g/kg ka 0,1 kg/tn * COD(Cr),kemiallinen hapenkulus * Hehkutushäviö 68,8 % ka - - Tilavuuspaino * Kuiva-aine - 10,6 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen * merkityihin analyyseihin näyte ei riittänyt

90 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI S-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) /13 ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL Sivuja yht KUOPIO 13 Merkki Menetelmät ja epätarkkuudet Määritys Menetelmäkuvaus Luotettavuus 95 % varmuudella Biologinen hapenkulutus. DIN EN ,EUDEJE; Eurofins Umwelt Ost GmbH (Jena) - BOD7 mg/l Typpi (N), kokonaispit. % a) YMNTOT.DOC. Kjeldahl-menetelmä. SFS 5505: % Fosfori (P), kokonaispit. g/kg ka a) YMAQUARE.DOC. Aqua regia uutto, mittaus ICP-AES:lla. ISO 11464:1994 ja ISO 11466:1995 Hehkutushäviö % ka SFS-EN Tilavuuspaino kg/m3 Gravimetrinen määritys. Kuiva-aine % YMTKA.DOC. Gravimetrinen määritys, kuivaus 105oC yli yön. Modifioitu menetelmästä SFS 3008 ( 1990 ). a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. 25 %

91 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi Sekaliete klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7-560 mg/l - Typpi (N), kokonaispit. a) < 22 g/kg ka < 0,1 kg/tn Fosfori (P), kokonaispit. a) 2,1 g/kg ka < 1, kg/tn COD(Cr),kemiallinen hapenkulus Hehkutushäviö * 1980 mg/l Kuiva-aine - 0,5 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen

92 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi Sekaliete klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7-850 mg/l - Typpi (N), kokonaispit. a) < 19 g/kg ka < 0,1 kg/tn Fosfori (P), kokonaispit. a) 18,5 g/kg ka 0,1 kg/tn COD(Cr),kemiallinen hapenkulus Hehkutushäviö * 2400 mg/l Kuiva-aine - 0,5 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen

93 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi Sekaliete klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7-980 mg/l - Typpi (N), kokonaispit. a) < 17 g/kg ka < 0,1 kg/tn Fosfori (P), kokonaispit. a) 16,8 g/kg ka 0,1 kg/tn COD(Cr),kemiallinen hapenkulus Hehkutushäviö * 2620 mg/l Kuiva-aine - 0,6 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen

94 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi Sekaliete klo 9.15 kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7-800 mg/l - Typpi (N), kokonaispit. a) < 18 g/kg ka < 0,1 kg/tn Fosfori (P), kokonaispit. a) 14,0 g/kg ka 0,1 kg/tn COD(Cr),kemiallinen hapenkulus Hehkutushäviö * 2510 mg/l Kuiva-aine - 0,6 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen

95 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi R2, klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7-800 mg/l - Typpi (N), kokonaispit. a) < 14 g/kg ka < 0,1 kg/tn Fosfori (P), kokonaispit. a) 13,3 g/kg ka 0,1 kg/tn COD(Cr),kemiallinen hapenkulus Hehkutushäviö * 2870 mg/l Kuiva-aine - 0,7 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen

96 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi R2, klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7-770 mg/l - Typpi (N), kokonaispit. a) < 13 g/kg ka < 0,1 kg/tn Fosfori (P), kokonaispit. a) 18,0 g/kg ka 0,1 kg/tn COD(Cr),kemiallinen hapenkulus Hehkutushäviö * 3470 mg/l Kuiva-aine - 0,8 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen

97 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi R2, klo kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7-930 mg/l - Typpi (N), kokonaispit. a) < 21 g/kg ka < 0,1 kg/tn Fosfori (P), kokonaispit. a) 32,1 g/kg ka 0,2 kg/tn COD(Cr),kemiallinen hapenkulus Hehkutushäviö * 3850 mg/l Kuiva-aine - 0,5 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen

98 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI s-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL / KUOPIO Merkki Nimi R2, klo 9.20 kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Biologinen hapenkulutus. BOD7-920 mg/l - Typpi (N), kokonaispit. a) 9,0 g/kg ka 0,11 kg/tn Fosfori (P), kokonaispit. a) 19,7 g/kg ka 0,2 kg/tn COD(Cr),kemiallinen hapenkulus Hehkutushäviö * 5750 mg/l Kuiva-aine - 1,2 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. Liittyy tutkimukseen

99 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI S-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) /9 ITÄ-SUOMEN YLIOPISTO Näytteenottopvm YMPÄRISTÖTIETEEN LAITOS HUOPANA TUOMAS Saapunut PL Sivuja yht KUOPIO 9 Merkki Menetelmät ja epätarkkuudet Määritys Menetelmäkuvaus Luotettavuus 95 % varmuudella Biologinen hapenkulutus. DIN EN ,EUDEJE; Eurofins Umwelt Ost GmbH (Jena) - BOD7 mg/l Typpi (N), kokonaispit. % a) YMNTOT.DOC. Kjeldahl-menetelmä. SFS 5505: % Fosfori (P), kokonaispit. g/kg ka a) YMAQUARE.DOC. Aqua regia uutto, mittaus ICP-AES:lla. ISO 11464:1994 ja ISO 11466:1995 Hehkutushäviö % ka SFS-EN Kuiva-aine % YMTKA.DOC. Gravimetrinen määritys, kuivaus 105oC yli yön. Modifioitu menetelmästä SFS 3008 ( 1990 ). a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. 25 %

100 SAVO-KARJALAN YMPÄRISTÖTUTKIMUS OY Laboratorio, Kuopio TESTAUSSELOSTE Vesitutkimus^ #1 1 (2) Itä-Suomen Yliopisto Tilausnro (X/S), saapunut , näytteet otettu Näytteenottaja: Tuomas Huopana NÄYTTEET Lab.nro Näytteen kuvaus 5112 S R2 MÄÄRITYSTULOKSET / NÄYTTEET Määritys Yksikkö Kokonaistyppi tuorelietteestä g/kg tp 1,3 1,8 *Kokonaisfosfori (tuore liete) g/kg tp 0,10 0,18 *TOC org. hiilen kok.määrä liet.sed.maa g/kg ka COD Cr * mg/l O2 ~86000 ~55000 BOD7-ATU * mg/l O TOC, liukoinen (A)* mg/l Kiintoaineen hehkutushäviö mg/l Kiintoaineen hehkutusjäännös mg/l Kiintoaine * mg/l Merkintöjen selityksiä: P = määritys kesken, E = ei tehty, ~ = noin, < = pienempi kuin, «= pienempi tai yhtäsuuri kuin, > = suurempi kuin,» = suurempi tai yhtäsuuri kuin. *)= akkreditoitu menetelmä, (A) = alihankintamääritys Minna Kukkonen ympäristöinsinööri Tässä tutkimusselosteessa esitetyt testaustulokset pätevät ainoastaan testatulle näytteelle. Akkreditointi ei koske lausuntoa. Tutkimustodistuksen saa kopioida vain kokonaan. Määritysmenetelmät ja mittausepävarmuustiedot liitteessä. Katuosoite Postiosoite Puhelin Telekopio/Sähköposti Alv.rek. Yrittäjäntie 24 Yrittäjäntie KUOPIO KUOPIO *

101 SAVO-KARJALAN YMPÄRISTÖTUTKIMUS OY Laboratorio, Kuopio TESTAUSSELOSTE Vesitutkimus^ #1 2 (2) MENETELMÄTIEDOT Määritys Menetelmän nimi ja tutkimuslaitos (suluissa) Kokonaistyppi tuorelietteestä *Kokonaisfosfori (tuore liete) *TOC org. hiilen kok.määrä liet.sed.maa COD Cr * BOD7-ATU * TOC, liukoinen (A)* Kiintoaineen hehkutushäviö Kiintoaineen hehkutusjäännös Kiintoaine * SFS 5055 (1988) (TL30) LA26 (sis. menetelmä) (TL30) SFS-EN method A (2001) (TL25) ISO (2002), fotometrinen menetelmä (TL30) SFS-EN ( ) (TL30) Perustuu SFS-EN 1484 (1997) (TL25) SFS-EN 872 ( ) (TL30) SFS-EN 872 ( ) (TL30) SFS-EN 872 (2005), suodatin Whatman GF/C (TL30) TUTKIMUSLAITOSTIEDOT Tunnus Tutkimuslaitoksen nimi TL25 TL30 Kokemäenjoen vesistön SKYT Oy, Kuopion laboratorio MITTAUSEPÄVARMUUSTIEDOT Määritys Näyte Tuloksen epävarmuus Määrityspvm. Kokonaistyppi tuorelietteestä 2014/ / *Kokonaisfosfori (tuore liete) 2014/ / COD Cr * 2014/5112 ±10 % /5113 ±10 % BOD7-ATU * 2014/5112 ±10 % /5113 ±10 % Kiintoaineen hehkutushäviö 2014/ / Kiintoaineen hehkutusjäännös 2014/ / Kiintoaine * 2014/5112 ±12 % /5113 ±12 % Tässä tutkimusselosteessa esitetyt testaustulokset pätevät ainoastaan testatulle näytteelle. Akkreditointi ei koske lausuntoa. Tutkimustodistuksen saa kopioida vain kokonaan. Määritysmenetelmät ja mittausepävarmuustiedot liitteessä.

102 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy s-posti: TUTKIMUSRAPORTTI 1/9 Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULUN Näytteenottopvm KUNTAYHTYMÅ SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULU JANHUNEN MAARIT Saapunut PL Microkatu 1 C KUOPIO Merkki Nimi SE1A kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Typpi (N), vesiliukoinen 0,825 g/kg ka 0,048 kg/tn 0,05 kg/m3 Typpi (N), kokonaispit. a) 12 g/kg ka 0,72 kg/tn 0,75 kg/m3 Fosfori (P), liukoinen 33 mg/kg ka 1,9 g/tn 2,0 g/m3 Fosfori (P), kokonaispit. a) 1,7 g/kg ka 0,1 kg/tn 0,1 kg/m3 Kalium (K), kokonaispit. a) < 1,0 g/kg ka < 0,1 kg/tn < 0,1 kg/m3 Happamuus ph (1:5) - 7,0 - Elohopea (Hg), kokonaispit. a) < 0,07 mg/kg ka < 0,07 g/tn < 0,07 g/m3 Johtokyky (1:5) - 89,9 ms/m - Hehkutushäviö 72,1 % ka - - Tilavuuspaino kg/m3 Kuiva-aine - 5,8 % - Kosteus - 94,2 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä.

103 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy s-posti: TUTKIMUSRAPORTTI 2/9 Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULUN Näytteenottopvm KUNTAYHTYMÅ SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULU JANHUNEN MAARIT Saapunut PL Microkatu 1 C KUOPIO Merkki Nimi SE1B kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Typpi (N), vesiliukoinen 0,307 g/kg ka 0,024 kg/tn 0,025 kg/m3 Typpi (N), kokonaispit. a) 7,9 g/kg ka 0,61 kg/tn 0,63 kg/m3 Fosfori (P), liukoinen 35 mg/kg ka 2,7 g/tn 2,8 g/m3 Fosfori (P), kokonaispit. a) 1,5 g/kg ka 0,1 kg/tn 0,1 kg/m3 Kalium (K), kokonaispit. a) < 1,0 g/kg ka < 0,1 kg/tn < 0,1 kg/m3 Happamuus ph (1:5) - 7,0 - Elohopea (Hg), kokonaispit. a) < 0,07 mg/kg ka < 0,01 g/tn < 0,01 g/m3 Johtokyky (1:5) - 79,8 ms/m - Hehkutushäviö 73,0 % ka - - Tilavuuspaino kg/m3 Kuiva-aine - 7,7 % - Kosteus - 92,3 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä.

104 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy s-posti: TUTKIMUSRAPORTTI 3/9 Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULUN Näytteenottopvm KUNTAYHTYMÅ SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULU JANHUNEN MAARIT Saapunut PL Microkatu 1 C KUOPIO Merkki Nimi SS1A kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Typpi (N), vesiliukoinen 1,16 g/kg ka 0,151 kg/tn 0,148 kg/m3 Typpi (N), kokonaispit. a) 11 g/kg ka 1,4 kg/tn 1,4 kg/m3 Fosfori (P), liukoinen 16 mg/kg ka 2,1 g/tn 2,0 g/m3 Fosfori (P), kokonaispit. a) < 1,0 g/kg ka < 0,1 kg/tn < 0,1 kg/m3 Kalium (K), kokonaispit. a) < 1,0 g/kg ka < 0,1 kg/tn < 0,1 kg/m3 Happamuus ph (1:5) - 5,3 - Elohopea (Hg), kokonaispit. a) < 0,07 mg/kg ka < 0,01 g/tn < 0,01 g/m3 Johtokyky (1:5) - 30,0 ms/m - Hehkutushäviö 94,4 % ka - - Tilavuuspaino kg/m3 Kuiva-aine - 13,0 % - Kosteus - 87,0 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä.

105 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy s-posti: TUTKIMUSRAPORTTI 4/9 Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULUN Näytteenottopvm KUNTAYHTYMÅ SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULU JANHUNEN MAARIT Saapunut PL Microkatu 1 C KUOPIO Merkki Nimi SS1B kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Typpi (N), vesiliukoinen 1,77 g/kg ka 0,189 kg/tn 0,191 kg/m3 Typpi (N), kokonaispit. a) 12 g/kg ka 1,3 kg/tn 1,3 kg/m3 Fosfori (P), liukoinen 19 mg/kg ka 2,0 g/tn 2,0 g/m3 Fosfori (P), kokonaispit. a) 1,3 g/kg ka 0,1 kg/tn 0,1 kg/m3 Kalium (K), kokonaispit. a) < 1,0 g/kg ka < 0,1 kg/tn < 0,1 kg/m3 Happamuus ph (1:5) - 5,3 - Elohopea (Hg), kokonaispit. a) < 0,07 mg/kg ka < 0,01 g/tn < 0,01 g/m3 Johtokyky (1:5) - 46,3 ms/m - Hehkutushäviö 94,1 % ka - - Tilavuuspaino kg/m3 Kuiva-aine - 10,7 % - Kosteus - 89,3 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä.

106 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy s-posti: TUTKIMUSRAPORTTI 5/9 Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULUN Näytteenottopvm KUNTAYHTYMÅ SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULU JANHUNEN MAARIT Saapunut PL Microkatu 1 C KUOPIO Merkki Nimi SE1C kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Typpi (N), vesiliukoinen 0,31 g/kg ka 0,027 kg/tn 0,028 kg/m3 Typpi (N), kokonaispit. a) 8,0 g/kg ka 0,71 kg/tn 0,73 kg/m3 Fosfori (P), liukoinen 29 mg/kg ka 2,6 g/tn 2,6 g/m3 Fosfori (P), kokonaispit. a) 1,4 g/kg ka 0,1 kg/tn 0,1 kg/m3 Kalium (K), kokonaispit. a) < 1,0 g/kg ka < 0,1 kg/tn < 0,1 kg/m3 Happamuus ph (1:5) - 7,1 - Elohopea (Hg), kokonaispit. a) < 0,07 mg/kg ka < 0,01 g/tn < 0,01 g/m3 Johtokyky (1:5) - 82,1 ms/m - Hehkutushäviö 77,3 % ka - - Tilavuuspaino kg/m3 Kuiva-aine - 8,8 % - Kosteus - 91,2 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä.

107 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy s-posti: TUTKIMUSRAPORTTI 6/9 Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULUN Näytteenottopvm KUNTAYHTYMÅ SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULU JANHUNEN MAARIT Saapunut PL Microkatu 1 C KUOPIO Merkki Nimi SE1D kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Typpi (N), vesiliukoinen 0,151 g/kg ka 0,012 kg/tn 0,012 kg/m3 Typpi (N), kokonaispit. a) 6,6 g/kg ka 0,52 kg/tn 0,53 kg/m3 Fosfori (P), liukoinen 21 mg/kg ka 1,7 g/tn 1,7 g/m3 Fosfori (P), kokonaispit. a) 1,1 g/kg ka 0,1 kg/tn 0,1 kg/m3 Kalium (K), kokonaispit. a) < 1,0 g/kg ka < 0,1 kg/tn < 0,1 kg/m3 Happamuus ph (1:5) - 7,1 - Elohopea (Hg), kokonaispit. a) < 0,07 mg/kg ka < 0,01 g/tn < 0,01 g/m3 Johtokyky (1:5) - 72,6 ms/m - Hehkutushäviö 77,1 % ka - - Tilavuuspaino kg/m3 Kuiva-aine - 7,8 % - Kosteus - 92,2 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä.

108 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy s-posti: TUTKIMUSRAPORTTI 7/9 Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULUN Näytteenottopvm KUNTAYHTYMÅ SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULU JANHUNEN MAARIT Saapunut PL Microkatu 1 C KUOPIO Merkki Nimi SS1C kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Typpi (N), vesiliukoinen 2,1 g/kg ka 0,218 kg/tn 0,218 kg/m3 Typpi (N), kokonaispit. a) 12 g/kg ka 1,3 kg/tn 1,3 kg/m3 Fosfori (P), liukoinen 22 mg/kg ka 2,3 g/tn 2,3 g/m3 Fosfori (P), kokonaispit. a) < 1,0 g/kg ka < 0,1 kg/tn < 0,1 kg/m3 Kalium (K), kokonaispit. a) < 1,0 g/kg ka < 0,1 kg/tn < 0,1 kg/m3 Happamuus ph (1:5) - 5,4 - Elohopea (Hg), kokonaispit. a) < 0,07 mg/kg ka < 0,01 g/tn < 0,01 g/m3 Johtokyky (1:5) - 49,9 ms/m - Hehkutushäviö 95,7 % ka - - Tilavuuspaino kg/m3 Kuiva-aine - 10,4 % - Kosteus - 89,6 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä.

109 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy s-posti: TUTKIMUSRAPORTTI 8/9 Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULUN Näytteenottopvm KUNTAYHTYMÅ SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULU JANHUNEN MAARIT Saapunut PL Microkatu 1 C KUOPIO Merkki Nimi SS1D kuiva-aineessa tuorepainossa tuoretilavuudessa Typpi (N), vesiliukoinen 2,3 g/kg ka 0,182 kg/tn 0,184 kg/m3 Typpi (N), kokonaispit. a) 19 g/kg ka 1,5 kg/tn 1,5 kg/m3 Fosfori (P), liukoinen 21 mg/kg ka 1,7 g/tn 1,7 g/m3 Fosfori (P), kokonaispit. a) 1,6 g/kg ka 0,1 kg/tn 0,1 kg/m3 Kalium (K), kokonaispit. a) 1,2 g/kg ka 0,1 kg/tn 0,1 kg/m3 Happamuus ph (1:5) - 5,7 - Elohopea (Hg), kokonaispit. a) < 0,07 mg/kg ka < 0,01 g/tn < 0,01 g/m3 Johtokyky (1:5) - 48,1 ms/m - Hehkutushäviö 94,5 % ka - - Tilavuuspaino kg/m3 Kuiva-aine - 7,9 % - Kosteus - 92,1 % - a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä.

110 Eurofins Viljavuuspalvelu Oy TUTKIMUSRAPORTTI S-posti: Päivämäärä Asiakasnro Tutkimusnro PL MIKKELI (015) /9 SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULUN Näytteenottopvm KUNTAYHTYMÅ SAVONIA-AMMATTIKORKEAKOULU JANHUNEN MAARIT Saapunut PL Microkatu 1 C Sivuja yht KUOPIO 9 Merkki Menetelmät ja epätarkkuudet Määritys Menetelmäkuvaus Luotettavuus 95 % varmuudella Typpi (N), vesiliukoinen % Analysoidaan maa-vesi -suspensiosta (1:5), Kjeldahlmenetelmällä SFS-EN Typpi (N), kokonaispit. % a) YMNTOT.DOC. SFS-EN 13342:2000SFS-EN : % Fosfori (P), liukoinen mg/kg ka Fosfori (P), kokonaispit. g/kg ka a) Kalium (K), kokonaispit. g/kg ka a) ISO- EN 13652:2001. Vesiuutto suhteessa 1:5. Mittaus ICP- AES:lla. YMAQUARE.DOC. Aqua regia uutto, mittaus ICP-AES:lla. ISO 11464:1994 ja ISO 11466:1995 YMAQUARE.DOC. Aqua regia uutto, mittaus ICP-AES:lla. ISO 11464:1994 ja ISO 11466:1995 Happamuus ph (1:5) Uuttosuhde 1:5. SFS-EN Elohopea (Hg), kokonaispit. mg/kg ka a) YMAQUARE.DOC. Aqua regia uutto, mittaus FIAAS:llä. ISO 11464:1994 ja ISO 11466:1995 ja SFS-EN 13650:2002 Johtokyky (1:5) ms/m Uuttosuhde 1:5. SFS-EN Hehkutushäviö % ka SFS-EN Tilavuuspaino kg/m3 Gravimetrinen määritys. Kuiva-aine % YMTKA.DOC. Gravimetrinen määritys, kuivaus 105oC yli yön. Modifioitu menetelmästä SFS 3008 ( 1990 ). Kosteus % YMTKA.DOC. Gravimetrinen määritys, kuivaus 105oC yli yön. Modifioitu menetelmästä SFS 3008 ( 1990 ). a) -Merkityt määritykset on tehty FINAS:in ISO/IEC mukaisesti akkreditoimalla menetelmällä. Tulos koskee vain meille tullutta näytettä. 25 % 25 % 40 %

111 Metli Lietteiden nykyinen käsittely Suomessa 1.1. Lähtökohdat kyselytutkimukseen Suomessa toimii tällä hetkellä 21 paperitehdasta ja 13 kartonkitehdasta. Lisäksi Suomessa toimii 18 mekaanista massaa tai puolisellua valmistavaa tehdasta ja 15 sellutehdasta. Massa-, puolisellu- ja sellutehtaista suurin osa on integraatiossa paperi- tai kartonkitehtaiden kanssa. Suomessa toimivat paperi-, kartonki- ja sellutehtaat omistaa 15 eri yhtiötä, joista suurimmat toimijat ovat suomalaiset Metsä Group, Stora Enso ja UPM-Kymmene, jotka omistavat yhteensä 25 eri tuotantolaitosta. (Metsäteollisuus ry, 2012) Suomen sellu- ja paperiteollisuudessa syntyy runsaasti erilaisia lietteitä. Näitä lietteitä on käsitelty esimerkiksi suoraan polttamalla tai anaerobisen prosessin avulla, lisäksi lietteitä on käytetty kaatopaikkojen rakenneosissa. Lietteiden nykyistä käsittelyä Suomessa koskevan kyselytutkimuksen tavoitteena oli selvittää lietteiden nykyinen käsittelytapa, vuosittain syntyvien lietteiden määrä sekä hukkaenergian hyödyntämismahdollisuudet Suomen kartonki-, sellu- ja paperitehtaissa. Lisäksi selvitettävänä oli tuotantolaitosten halukkuus käyttää lietteiden käsittelyssä ulkopuolista palveluntarjoajaa. Suomessa on yhteensä 39 eri paperiteollisuuden tuotantolaitosta, joiden ympäristöasioista vastaa 30 yhdyshenkilöä. Tuotantolaitoksista osa käyttää yhteistä jätevedenpuhdistamoa toisen tuotantolaitoksen kanssa ja osassa jätevesi ohjataan käsiteltäväksi kunnalliselle jätevedenpuhdistamolle. (Metsäteollisuus ry, 2012) 1.2. Kyselytutkimuksen toteuttaminen Kaikille tuotantolaitosten ympäristöasioista vastaaville henkilöille lähetettiin kyselylomakepohja sähköpostilla. Puhelinkysely suoritettiin niille tuotantolaitoksille, joista ei saatu vastausta kyselyyn sähköpostitse. Kyselytutkimukseen vastasi 25 ympäristöasioista vastaavaa henkilöä, jotka edustivat 34 paperiteollisuuden tuotantolaitosta. Neljän tehtaan osalta ympäristöasioista vastaavaa henkilöä ei tavoitettu ja yksi tehdas kieltäytyi vastaamasta kyselyyn. Saatujen vastausten tarkkuus ja laatu vaihteli tehtaiden välillä suuresti. Tästä johtuen kyselytutkimuksen vastaukset eivät ole suoraan vertailtavissa keskenään Tulokset käsittäen lietteiden nykyisen käsittelyn tällä hetkellä Kyselytutkimukseen osallistuneiden tehtaiden prosesseissa syntyvien lietteiden määrät vaihtelevat 8 märkätonnista märkätonniin vuodessa. Lietteiden kiintoainepitoisuudet kokonaismassasta vaihtelevat välillä % ja orgaanisen aineen pitoisuudet välillä % kiintoaineksen määrästä. Joidenkin tehtaiden lietteissä on pieniä määriä mm. biosidejä ja raskasmetalleja. Sulfaattipitoisuutta mitataan säännöllisesti vain yhdellä hienopaperitehtaalla ja satunnaisesti yhdellä paperi- /kartonkitehtaalla.

112 Nykyisin suurin osa lietteistä menee polttoon tehtaiden omiin kattiloihin. Lisäksi suuri osa päätyy maanparannusaineeksi. Joidenkin tehtaiden lietteet menevät kunnalliselle jätevedenpuhdistamolle tai kaatopaikalle. Yksi hienopaperitehdas vastasi vain yleisellä tasolla lietteen menevän hyötykäyttöön ja yhden kartonkitehtaan lietteet menevät ulkopuoliselle toimijalle, joka hävittää lietteet. Kyselytutkimuksen tuloksista ei ilmennyt eri tavoilla käsiteltävien lietteiden määriä, vaan lietteiden käsittelytapojen yleisyys eri tuotantolaitoksissa. Alla olevassa taulukossa on kuvattu Suomen metsäteollisuuden kuitu- ja pastalietteen sekä bio- ja sekalietteen määrät ja käyttökohteet kuivina lietetonneina vuosilta 2009 ja 2010 (Moring H 2012, 25) Tehtaiden kiinnostus ulkopuolisesta palveluntarjoajasta Kyselytutkimukseen vastanneista tuotantolaitoksista 17:llä ei ole halukkuutta maksaa ulkopuoliselle palveluntarjoajalle lietteiden käsittelystä. Tehtaista 9 on valmis ostamaan lietteiden käsittelyn ulkopuoliselta palveluntarjoajalta. Tuotantolaitoksista 7 vastasi olevansa mahdollisesti kiinnostuneita maksamaan lietteiden käsittelystä ulkopuoliselle palveluntarjoajalle. Ulkopuoliselle palveluntarjoajalle oltaisiin valmiita maksamaan lietteiden käsittelystä 0-50 euroa tonnilta. Kyselyyn vastanneista tehtaista 16 olisi valmis myymään hukkaenergiaa lietteitä käsittelevälle ulkopuoliselle palveluntarjoajalle. Hukkaenergian lähteistä yleisimpiä ovat jätevedet, jätevedenpuhdistamot sekä voimalaitokset. Metsäteollisuus ry Tuotantolaitokset, PowerPoint-dokumentti. Saatavissa: FI/a20Tuotantolaitokset.ppt Luettu Moring Helena PUOLIKEMIALLISEN SELLU- JA KARTONKITEHTAAN LIETTEEN HYÖTYKÄYTTÖ. Diplomityö. Aalto yliopisto.

113 Metli Innovative Services for Forest Industry Sludge Management The original report writers: Thorsten Ahrens (1) Anna Behrendt (2) Torge Schumacher (1) (1) Ostfalia University of Applied Sciences (2) Savonia University of Applied Sciences Summarize by Metli-project team: Maarit Janhunen (2) Eero Antikainen (2) Tuomas Huopana (3) Olavi Raatikainen (3) Mikko Kolehmainen (3) (3) University of Eastern Finland

114 Contents 1. Introduction 5 2. Materials & Methods DM and odm measurements Chemical Oxygen Demand (COD) Biological Oxygen Demand (BOD 5) HTC batch test set-up Temperature and Pressure profiles of HTC tests Calorific value Elementary Analysis Biogas batch test layout Biogas continuous test layout and operation Nutrient analyses Degradation degree Biogas production, recording and evaluation HTC piloting Pilot plant layout HTC system boundaries Results & Discussions Stora Enso Sampling points and description of samples/sample-taking DM and odm concentration of samples Visual comparison of substrates and HTC products Energy content of samples before and after HTC Development of best suitable implementation scenario Waste water treatment plant SE Initial data SE wwt plant and scenario planning for HTC and biogas implementation HTC Piloting results HTC piloting results analysis of input material and output HTC piloting results mass balance HTC piloting results energy balance HTC piloting results nutrients balance HTC piloting results substitution of process water in biogas tests Results & Discussions Savon Sellu Sampling points and description of samples/sample-taking 25

115 4.2 DM and odm concentration of samples Visual comparison of substrates and HTC products Energy content of samples before and after HTC Development of best suitable implementation scenario HTC Piloting results HTC piloting results -analysis of input material and output HTC piloting results mass balance HTC piloting results energy balance HTC piloting results nutrients balance HTC piloting results substitution of process water in biogas tests Conclusions Sources Data 39

116 List of abbreviations BOD 5 C CaCO 3 CH 4 CO 2 COD DM H H 2S hhv HTC kg kwh min MJ N NH 3 NH 4 + O O 2 odm P P&P PID t Tn TOC TSS UAS VOA/TAC WP biological oxygen demand (in five days) carbon calcium carbonate methane carbon dioxide chemical oxygen demand dry matter hydrogen hydrogen sulfide higher heating value Hydrothermal Carbonization kilogram kilowatt hours minute Megajoule nitrogen ammonia ammoniumion oxygen oxygen organic dry matter phosphorous pulp and paper Proportional-Integral-Derivative Controller ton normed temperature (273.15K) total organic carbon total suspended solids University of Applied Sciences Volatile Organic Acids/Total Anorganic Carbon work package

117 1. Introduction The hydrothermal carbonization (HTC) of forest industry sludges is one part in the metli project. HTC is a rediscovered promising method to gain usable and transportable energy carriers out of nearly all organic materials. The heating values can be similar to brown coal. Depending on the reaction temperature and pressure the carbon content in the coal is enhanced. If quality of process is not sufficient to produce valuable coal the product can also be used as soil conditioner. HTC can be a method to gain energy carriers on a more or less CO 2 neutral way. Complex effluents that need to be treated carefully can be cracked via HTC. Organic compounds can afterwards be degraded easier and may also be used in further application as e.g. in anaerobic digestion. This is also the concept of Ostfalia s contribution to metli. Concerning HTC the approach to reach project goals has been following. Information about the two P&P factories have been collected, especially about the waste water treatment and evaluated according to suitability for HTC implementation. In chapters 3.6 and 4.5 the corresponding waste water treatment plants are described and the basic ideas where to install HTC systems are presented. Furthermore, detailed information about sampling points and initial sample information given by the companies are described. Basic estimations for energy demand have been done on the basis of piloting done at AVA CO2 in Karlsruhe, Germany. In this report laboratory scale HTC experiments will be described, results will be discussed and outlooks will be given. Additionally, continuous biogas lab experiments which take several months of time to run will be described shortly. Furthermore, the combination of anaerobic digestion of waste water sludge and HTC as an interesting topic are examined and described as well as the use of HTC process water in biogas applications and the use of anaerobic digestate in HTC processes. The process water has been taken from HTC piloting at AVA CO2. Results in the best suitable full-scale implementation strategy for the corresponding P&P factories and recommendations can now be given. Conclusions from all practical tests, data assessment and piloting are evaluated and lead to the fulfillment. 2. Materials & Methods The following chapter describes which materials have been used to achieve the project goal, gives a characterization of the samples taken, where they have been obtained and how they have been handled (i.e. stored). It gives insight into the standardized or customized methods used for pre-treating, analyzing and carbonizing the materials and determining the calorific value of both substrates and created products. In Figure 1 the project responsibilities for the HTC and biogas tests are shown. Additionally, the test setup for the simulation of the anaerobic digestion of the produced by-products (process water) is presented in this chapter.

118 strate handling, optimum residue handling and optimum product output. Figure 1: project responsibilities concerning laboratorial tests (metli project, 2012) Within the project several representative substrates are tested. Important parameters like heating values, elementary composition, etc. are assessed. Operational range of HTC system is to be defined in terms of total solid- and total organic mass of the HTC feedstock and HTC residue wet weight. According to HTC single batch tests best suitable reaction parameters (temperature, pressure, water content, ph, etc.) have been evaluated for up-scaling tests. According to HTC lab results, piloting of HTC technologies have been done in bigger scale applications according to Ostfalia UAS partner equipment. Focuses are put onto aspects like re-use of energy, optimum sub- 2.1 DM and odm measurements The determination of dry matters occurs by weighing the fluid loss of samples. The first step is to weigh several ceramic crucibles, fill them with sampling material and weigh the full crucibles again. Now the crucibles are dried for 48 h by 105 C in a dryer. After drying the ceramic crucibles are weighed again to define the dry matter. Before weighing it is advisable to let the crucibles cool down in a desiccator. For defining the organic dry matter the dried sampling material has to be burned in a muffle kiln by 550 C for 360 min. After the reduction to ash the crucibles should reach a lower temperature, before cooling down in a desiccator and afterwards weighed. The detailed instructions are described in EN ( ) and EN ( ). 2.2 Chemical Oxygen Demand (COD) The chemical oxygen demand is a sum parameter and reflects nearly all oxidable organic substances and some inorganic substances. According to DIN 4045 it is the mass per unit volume of potassium dichromate which reacts with the oxidable substances in the solution to be examined. The COD was carried out using a cuvette of Hach Lange, which is based on the DIN H41. (Hach Lange GmbH, 2013) 2.3 Biological Oxygen Demand (BOD5) The biological oxygen demand in five days is a sum parameter as the COD value. The BOD 5 should always be lower than the COD value as the COD includes the biological oxygen demand. The BOD 5 indicates how much O 2 the microorganisms require to degrade biologically the organic substances in the sample. To estimate sample

119 dilution for BOD 5 analyses the COD value has to be predetermined. In municipal wastewater it is expected a value around 80% BOD 5 of COD value. The biological oxygen demand was carried out with the WTW Oxitop system according to DIN EN The measurement principle of this system is based on a measurement of pressure, which is determined with piezoresistive (change in the electrical resistance of a material by pressure) electronic pressure sensors in the minds of Oxitop bottles. The investigations were carried out after dilution method (sample + dilution water) since it was assumed that it is polluted wastewater with possibly toxic and inhibitory substances. 2.4 HTC batch test set-up The carbonization of the various samples has been carried out with the support of a custom-made experimental setup consisting mainly of one common household oven, a stainless steel reactor and a computer for data acquisition. Former test series have proved that test-set up delivers comparable results to commercial products. Figure 2 shows the complete setup: Figure 2: HTC batch-test setup (Kube, 2013) Before the reactor is heated up, a few simple steps are done to ensure a satisfying coalification process and to be able to obtain enough data to evaluate the process outcome. In the past, an organic dry matter content of 10 % inside the reactor has been determined as favorable process condition. The prepared batch test reactor is put into the oven and connected to the temperature sensor and the manometer. The sensors do not have direct contact to the sample but connected tube reaches into the reactor. The PID-controller allows the heating up of the system to a desired temperature (e.g. up to 220 C) and keeping it steady at that level. The intermediate temperatures and resulting pressures are recorded and available for visualization. 2.5 Temperature and Pressure profiles of HTC tests The HTC process has two main parameters that can be recorded with the temperature sensor and manometer. From the collection of data, profiles with the development of data can be created. From former HTC lab tests three temperature zones 180 C, 200 C and 220 C are interesting for the HTC process. The pressure inside the reactor is depending on the oven temperature and the carbonization delivers different products. From the already completed HTC tests one temperature and pressure profile has been picked, as example for the HTC reaction. The reaction temperature has been 200 C and the samples have been primary, mixed and dewatered sludge from the Stora Enso P & P factory taken in November 2012.

120 Figure 3: temperature and pressure profile for HTC tests with sludge from Stora Enso wwt plant at 200 C (Kube, 2013) The reaction time itself takes six hours. The temperature curve is marked as red line. As the oven is not insulated properly, the temperature curve shows little fluctuations. The pressure profile fluctuates as well and shows huge value variations which look like a gap. The reason might be arising gases, which go into the solution and react with other substances in the substrate/water mixture. Certainty can only result by analyzing the biocoal at various stages. This is problematic to realize with a batch system. A continuously operated system equipped with several sampling points could obtain clarity (Kube, 2013). But it is obvious that some reaction takes place. As supposed for closed batch reactors, the pressure values increase with more heat and therefore, the pressure are higher than with only 200 C. The increased pressure ensures a higher degree of density of the coal. The amount of biocoal produced at tests with 214 C is lower than the amount of biocoal produced at 200 C, but c- concentration is higher in the final product. Biocoal of primary and mixed sludge that has been carbonized at 214 C has about 30 % less weight than the same samples carbonized at 200 C. The biocoal slurry of the samples carbonized at 214 C is much more liquid and homogenous than the biocoal slurry of samples carbonized at 200 C. This makes the filtration process after the HTC process much easier (Kube, 2013). 2.6 Calorific value The samples are dried beforehand and then taken inside the crucible of the calorimeter. With the aid of an electric current the sample is burnt completely and with the resulting increase of water temperature the calorific value is determined as follows: C -heat capacity of calorimetric system C= J/K Δt -increase of temperature of calorimetric system Q Z -amount of all external heats which do not count to the measured sample (e.g. heating value of ignition wire=h O wire*m wire) H O,wire= J/g manufacturers instructions

121 carbon mass [g] 2.7 Elementary Analysis The paper effluent sludges, coal and process water from HTC tests are analyzed concerning most important elements. From former HTC lab tests and elementary analysis some conclusions could already be made that are important to know when talking about HTC efficiency. Through the HTC process the carbon concentration in the dry matter rises and concentration of oxygen and hydrogen decreases. The increase of carbon is directly dependent on the HTC reaction temperature. As higher as the temperature is the more carbon is concentrated but as water-molecules are squeezed out from organic dry matter the absolute dry and organic dry matter sinks. To guarantee high efficiency of HTC process the benefit of high carbon concentration and the loss of overall usable material has to be balanced. 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 carbon balance in dry mass paper [g] 4,76 4,61 paper substrate paper coal after HTC (200 C) 4,19 paper coal after HTC (220 C) carbon Figure 4: carbon balance in paper substrate and HTC coal (Krüger, 2011) In Figure 5 the elementary analysis of one former paper sample can be seen and it shows clearly the percentage rise of carbon. In comparison to Figure 4 where the overall amount of carbon is visualized and which makes clear that total amount of carbon sinks.

122 percentage [%] 100 % 90 % 80 % 70 % 60 % 50 % 40 % 30 % 20 % 10 % 0 % elementary analysis paper substrate and coal 1,3% 1,2% 1,8% 6,1% 6,0% 5,5% 3,9% 6,0% 8,7% 43,0% 45,8% paper substrate 31,6% 21,9% 55,2% paper coal after HTC (200 C) 62,2% paper coal after HTC (220 C) N H ash O C Figure 5: elementary analysis paper substrate and coal (Krüger, 2011) 2.8 Biogas batch test layout The anaerobic digestion batch tests are performed in 5 L lab flasks. The batch reactors are placed under mesophilic conditions in heating cabinets at 42 C for 35 days. A continuous stirring device is not available, so the batch tests must be shaken every day manually to guarantee a sufficient mixing. The gas measuring station can capture the amounts of methane CH 4, carbon dioxide CO 2, hydrogen sulfide H 2S, oxygen O 2 and gas volume. After 35 days fermentation time the tests are aborted. After this period it is guaranteed, that almost all biodegradable ingredients are digested. 2.9 Biogas continuous test layout and operation The used continuous biogas lab fermenters have 15L working volume and are filled with 12L digestate. The content is stirred in a continuous interval four times an hour for half a minute. The reactors are tempered through a water filled doubled wall and water seals prevent damage by overpressure. For monitoring the biogas process daily analyses have been done with samples out of the digesters: determination of VOA/TAC value, ph-value, conductivity, amount and composition of produced biogas. The ph-value affects growth and activity of bacteria. The ideal ph-range for methanogenic condition is between 7.0 and 7.5. Already small variability may cause huge activity losses of bacteria. The ph-value in single-tier digestions is selfadjusting by different groups of bacteria. According to the amount of readily biodegradable materials the phvalue may vary highly. If the amount of readily biodegradables in the substrate is too high, an acidification may be induced which inhibits the methanogenic bacteria. The average ph-value for digesters is 7.7 with a range between 6.7 and 8.4.

123 The buffer capacity is determined by a titration test which was adapted by the Federal agricultural research center of Germany (former FAL now Johann Heinrich von Thünen Institute (vti)).the quotient (abbreviated by VOA/TAC) of the acid concentration and buffer capacity of digestion residues will be defined. VOA stands for volatile organic acids with the unit mg/l acetic acid equivalent. TAC stands for total inorganic carbonate (basic buffer capacity) with the unit mg CaCO 3/L. The VOA/TAC value is a long time guide value for the evaluation of fermentation processes. With this information it is possible to predict and avoid malfunctions or an overturning of the microbiology. The VOA/TAC-ratio from 0.3 to 0.4 is common, however every individual biogas plant has an own optimal value Nutrient analyses Nitrogen (N) is an important mineral for methane producing bacteria. Microorganisms degrade proteins from substrates over amino acids into ammonium (NH 4-N). Amino acids form the nitrogen source for methane producing bacteria and all other biogas bacteria in biogas processes. But highly increasing ammonium concentrations (NH 4-N) come across as inhibitors. If the ph-value rises over 8, the ammonium is converted to toxic ammonia (NH 3). To determine the ammonium concentration LCK 320 are used and measured with Dr. Lange CADAS 200 spectral photometer. Because of the comparable amounts of phosphate in every digestion residue it can be used as a mineral fertilizer. There is a risk, that the amounts of phosphate excess the ordinance concerning fertilizers and provoke negative effects on fields. Usually only small amounts of NH 3 escape and most (about 3.5 to 5.0 kg/m³) nitrogen remain in solid digestate. Through the degradation process the amount of bounded nitrogen is constantly reduced while the amount of NH 3 increases. During the fermentation the ph-value slides from the neutral milieu to a slight alkaline ph-range between 8 to 8.5 and therefore the balance of readily soluble ammonium NH 4 + to ammonia NH 3. While storing and out taking the digestate the hazard of outgasing ammonia rises. The amounts of phosphate and nitrogen are measured similar to the ammonium amounts, but a chemical digestion is necessary before doing cuvette tests Dr. Lange LCK 049 for phosphate and Dr. Lange LCK 338 for nitrogen. For chemical digestion an amount of the sample is weighted into special test tubes and chemicals like sulfuric acid were added. While chemical digestion the sample is cooked at high temperatures for several hours. The product is a clear liquid which can be analyzed with cuvette tests. The organic load is one of the most significant parameters for a biogas plant. It provides information about nutrient supply of microorganisms, about over or undercharging the plant and with it procedural control. Therefore the degradation speed of substrates and the digester efficiency can be designated. The organic load is defined by the amount organic dry matter (odm) in reference to the digester volume over the time. The unit of organic load is kg/ (m³*d). In simple terms it is the feed concentration in reference to the residence time of substrate in the digester. For an ideal handling of laboratory fermenters or biogas plants a steady feeding is necessary in which the organic load should be between 1 to 5 kg odm/(m³*d). To calculate the necessary amount of feed the following formula can be used: Units: Digester volume: [L] Amount of feed: [g] odm: [%] Organic load: [(kg*substrate]/(m³*d))

124 2.11 Degradation degree The degradation rate describes biological and chemical degradation of organic compounds by microorganisms and is mainly based on metabolic processes. The degradation degree can be defined for every single component or as sum parameter of: e.g. TOC, COD, BOD and odm. The definition for degree of degradation for a biogas plant is: A low value causes high amounts of non-digestible ingredients. For defining plant or reactor efficiency the degradation degree can be used. Furthermore the process stability can be reduced from degradation degree. If the degradation degree of a biological plant falls, for example without any cogent reason, it is assumed that the plant has process troubles initiated by e.g. toxic substrates or other disturbing substances Biogas production, recording and evaluation To compare biogas productions of different materials the gas amounts have to be applied to standard conditions. The gas volume of the captured gas is changing in dependency on pressure and temperature. To compare biogas yields the gas specifications must be converted to standard conditions (same pressure, same temperature). If this conversion is missing, statements about biogas production or methane yields are worthless. Through DIN 1343 gas is in standard conditions when it is normed temperature is T n= K (or t n=0 C) and normed pressure is P n Pa (or mbar). As normed volume V n the gas volume is called when it is under normed conditions. For reasons of comparability it is advisable to declare the normed gas volume on anhydrous gas (that means: relative humidity = 0 %).

125 2.13 HTC piloting Pilot plant layout The HTC piloting will take place at company site of AVA CO2 in Karlsruhe, Germany. The pilot plant K3-335 (three 335L reaction tanks) can nearly reflect industrial scale HTC plant in terms of carbon efficiency. In Figure 6 the pilot plant layout is shown. Figure 6: K3 335 HTC batch plant at AVA CO 2 in Karlsruhe, Germany (AVA CO2, 2013) HTC system boundaries To assess the HTC process for the piloting tests the system boundaries have to be defined. In this case Figure 7 shows the general approach to the HTC system boundaries. Input streams are the substrate, water and energy. The output is the coal slurry. The figure could be enhanced by including the slurry separation method and the specific input energy form. Figure 7: system boundaries for HTC piloting (Ostfalia Bioprocess and Engineering Laboratorium, 2013) For the shown system boundary the energy balance will be established. Elementary analyses will be done and environmental valuable parameters will be measured and energy content of final coal will be defined. If possible important property measurements before and after HTC residue fractioning will be done for up-scaling to industrial scale applications. Elementary analyses regarding environmental permits are of special importance.

126 3. Results & Discussions Stora Enso 3.1 Sampling points and description of samples/sample-taking Sampling points need to be located correctly in the flow chart of a plant and it is very important to allocate samples to the correct sampling point to evaluate results from different laboratorial tests. For metli project sludge s collected from the first treatment are labeled primary, from the second treatment after the biological step bio, from the mixing tank mixed, from the flotation step chemical and dewatered for sludge s originating from the dewatering step at the end of the process. The following flow chart Figure 8 illustrates the sampling points of the wwt plant at Stora Enso: Figure 8: waste water treatment plant Stora Enso Varkaus (Stora Enso Varkaus, 2013)

127 The samples have been provided by Stora Enso plant workers in various amounts and shipped to or transported under supervision of Ostfalia staff to Germany. Figure 9 gives an optical impression of the collected samples. Figure 9: Stora Enso sludge s November 2012 (Kube, 2013) Beside from the dewatered sample do the samples all look very much alike. They all are deep black colored and are very watery. All samples have been stored in the basement of Ostfalia UAS at around 10 C, or else have been frozen for long-time storage and future analyzes.

128 3.2 DM and odm concentration of samples In Figure 10 the DM and odm values for sludge s from first dewatering step are shown. Data from other analyzed sludge s can be seen in attached word document or in Table 3. Figure 10: DM and odm values Stora Enso Varkaus (Ostfalia Bioprocess and Engineering Laboratorium, 2013) (AVA CO2, 2014) First set of samples are averaged from three measurements, number of tests for values from AVA are not available. 3.3 Visual comparison of substrates and HTC products In Figure 11 an example for the visual differences of three samples from Stora Enso are given. Figure 11: dried samples of Stora Enso (Kube, 2013) While the original substrates clearly differ in structure and color, the differences of the carbonized samples can hardly be spotted. A closer look at the carbonized samples at 200 C and 214 C shows slight differences in structure. The samples carbonized at 214 C have a finer structure than the samples carbonized at 200 C. Also the colors of the 214 C samples are slightly darker than the color of the 200 C samples (Kube, 2013).

129 3.4 Energy content of samples before and after HTC Within metli project several pre-tests concerning HTC analyzes have been done. First samples analyzed in the end of 2012 until early 2013 by Ostfalia staff showed, that most sludge s have been too watery. Sludge s regarded pre-treatment for dewatering, such as centrifugation or filtration. Therefore, a lot of energy has been added to prepare samples for HTC batch reactors. After technical visit at both P & P factories in Finland, through Ostfalia new samples have been taken directly and analyzed afterwards. As the waste water treatment sludge at Stora Enso in Varkaus is dewatered in two steps, samples from both dewatering units have been taken. The heating values (dried sample) for first dewatering step are shown in Figure 12, values from dewatering step 2 can be found in Table 4. The average heating values of the original sample without the process of HTC (bright columns) and the heating value of the treated material (dark columns) are shown. In Table 4 the original heating values from all tests are shown and the range of values as well. The figure shows that initial heating value (dried and ash free sample) of the original sample is about 17 MJ/kg in 2013 at lab scale HTC and 20MJ/kg in the piloting plant in After running through the HTC process all samples show higher heating values than without carbonization. First set of samples are averaged from three measurements, number of tests for values from AVA are not available. Figure 12: higher heating values for SE sludge 1st dewatering step (T. Eckel, M. Klischewski, M. Kolkhorst, C. Lehmann, 2013) (AVA CO2, 2014)

130 3.5 Development of best suitable implementation scenario In first steps the existing waste water treatment (wwt) system and available sludge streams have been identified. This work has been done from November 2012 on, when Ostfalia UAS started project work. According to wwt plant design, functionality of technical installations and material properties scenarios for implementation of HTC and anaerobic digestion has been created. These scenarios help to focus research on most promising samples and implementation stations. 3.6 Waste water treatment plant SE In Figure 13 the wwt plant of Stora Enso in Varkaus is presented. All waste water streams from the paper factory enter first treatment step (sedimentation) and proceed to biological treatment including aeration before entering second sedimentation. In both sedimentation steps the sediment sludge is separated and collected in a tank together with sludge from flotation tank, the last treatment step before water is transferred to the clarification pond. Whole sludge is dewatered in two steps in screw presses. First press s dry matter concentration range is 2-15% and solid content can be increased to about 40% after second dewatering step. Figure 13: Stora Enso waste water treatment plant (Ostfalia Bioprocess and Engineering Laboratorium, 2013) Initial data SE wwt plant and scenario planning for HTC and biogas implementation The numbers in Figure 13 refer to sampling points and same samples also have been sent to Ostfalia in November 2012 for HTC lab tests. Additionally, Savonia UAS has determined DM and odm concentration. Both data can be found in chapter 3.2.

131 As all undewatered sludge s have very low solid content the samples needed to be dewatered before HTC process except for the already dewatered sample from sampling point 5. Through centrifugation the solid output could be enhanced. On behalf of the first impressions on HTC suitability one implementation scenarios for SE has been created. Available sludge s from first and second sedimentation and biological treatment are not directly suitable as HTC input material, as they have very high water content and would require additional dewatering pre-treatment before HTC. The implementation of HTC system between the two existing dewatering steps in the wwt plant seems to be most practicable. As HTC requires solid concentration of about 10% which can be adjusted at first dewatering step and as it needs further dewatering for the coal slurry afterwards, using the existing equipment seems to be very suitable. The scenario can be seen in Figure 14. Figure 14: Stora Enso waste water treatment plant with HTC implementation scenario (Ostfalia Bioprocess and Engineering Laboratorium, 2013)

132 3.7 HTC Piloting results HTC piloting results analysis of input material and output In Table 1 data from HTC piloting at AVA CO2 in Karlsruhe are shown. Table 1: HTC piloting data Parameter Unit Input HTC Output HTC Dewatered sludge Dewatered coal Process water mass kg ,1 281,4 DM % 11,8 55 1,56 odm % 8,33 34,6 Hhv (ash free MJ/kg 20,03 20,68 and dried) C %DM 38,2 36,4 TOC mg/l 5200 DOC mg/l 4800 N %DM 0,49 0,47 Kjeldahl-N mg/l 240 P %DM 0,086 0,35 P mg/l 12 The chemical oxygen demand of the process water equals 13970mg/L with a ratio of 37,28% (BOD 5/COD), total organic carbon lies at 4708mg/L and total suspended solids at 479mg/L (Ostfalia Bio- and Environmental Process Engineering Laboratorium, 2014). These data have been analyzed by Ostfalia Bio- and Environmental Lab and in comparison to TOC mentioned in Table 1 the value only differs a bit.

133 3.7.2 HTC piloting results mass balance Figure 15 shows the mass balance for dry mass in the pilot HTC test. The distribution of dry mass in the output in relation to input amounts 98 % in total divided into 72 % for dry matter in coal in relation to input dry matter and 26 % dry matter in process water in relation to input dry matter. Nearly all dry matter can be found in both products process water and coal. Figure 15: mass balance HTC piloting SE

134 3.7.3 HTC piloting results energy balance The energy balance shown in Figure 16 shows same tendency as the mass balance. About 66 % of energy can be found in the coal fraction. As 26 % of dry matter is still kept in the process water, it can be assumed that missing energy can be found there and possibly used after further dewatering. Figure 16: Energy balance HTC piloting SE HTC piloting results nutrients balance In Figure 17 the concentration of carbon for the HTC piloting is shown. About 91% of Carbon can be recovered in the outgoing products coal and process water. Figure 17: HTC piloting C balance In Figure 18 the concentration of nitrogen for the HTC piloting is shown. From calculation about 151 % of nitrogen can be recovered in the outgoing products coal and process water. This value cannot be correct, as no nitrogen can be produced in the products and therefore tests have to be repeated in future testing s.

135 Figure 18: HTC piloting N balance In Figure 19 the concentration of phosphor for the HTC piloting is shown. About 310 % of phosphor can be recovered in the outgoing products coal and process water. This value cannot be correct, as no phosphor can be produced in the products and therefore tests have to be repeated in future testing s. Figure 19: HTC piloting P balance

136 3.7.5 HTC piloting results substitution of process water in biogas tests In Figure 20 results from biogas substitution tests with HTC process water in lab scale continuous digesters can be found. The substrate has been a mixture of Mixed Sludge and Dewatered Sludge from Stora Enso and has partly been substituted by HTC process water from HTC piloting at AVA CO2. The resulting methane production from the substrate mixture is shown in norm cubic meters referred to feeding of one ton of organic dry matter. At one point (march 22nd), 15% of the amount of Mixed Sludge have been substituted with HTC process water, and at another point (April 1st) 30%. The organic loading rate (shown in kilogram of organic dry matter referred to one cubic meter of digester volume) never reached more than 1 (kg odm/m³), since the organic dry matter content of both Mixed Sludge and HTC process water are very low and the feeding amounts were limited for fear of a low retention time (danger of washing-out of microorganisms). It can be seen that the methane output rises over time, although less original substrate is fed. The methane production also plateaus at a higher level compared to the average production without substitution of HTC process water, as indicated by the blue line. Figure 20: results biogas substitution reactors with HTC process water SE (Ostfalia Bio- and Environmental Process Engineering Laboratorium, 2014)

137 4. Results & Discussions Savon Sellu 4.1 Sampling points and description of samples/sample-taking Sampling points need to be located correctly in the flow chart of a plant and it is very important to allocate samples to the correct sampling point to evaluate results from different laboratorial tests. For metli project sludge s collected from the first treatment are labeled primary, from the second treatment after the biological step bio, from the mixing tank mixed, from the flotation step chemical and dewatered for sludge s originating from the dewatering step at the end of the process. Figure 21: Savon Sellu waste water treatment plant (Ostfalia Bioprocess and Engineering Laboratorium, 2013) Sampling points for Savon Sellu wwt plant Kuopio can be found in Figure 21. At the time of sampling the flotation tank has not been in use and therefore only four samples from sampling points 1, 2, 3 and 5 have been taken. They can be seen in Figure 22.

138 Figure 22: Savon Sellu sludges November 2012 (Kube, 2013) All samples from Savon Sellu are deep dark colored and besides the dewatered sample they are very watery. Figure 23 shows a Savon Sellu sample collected in February It is not identical, but similar to the sample shown in Figure 24, which has been sent to Germany in July 2011, whereas the samples provided in November 2012 are clearly different (Figure 22). The variations indicate that a wider span of sample quality can be obtained depending on the sampling points, the person taking the sample and the time of year, or the state of the production process during sampling (for example debarking or no debarking). Figure 24: Savon Sellu sample July 2011 (Ostfalia Bioprocess Engineering Laboratorium ) Figure 23: Savon Sellu sample February 2013 (Ostfalia Bioprocess and Engineering Laboratorium, 2013)

139 4.2 DM and odm concentration of samples In Figure 25 the DM and odm values for sludge s from dewatered sludge are shown. Data from other analyzed sludge s can be seen in attached word document or in Table 3. Figure 25: DM and odm values Savon Sellu Kuopio (Ostfalia Bioprocess and Engineering Laboratorium, 2013) (Savonia UAS, 2012) (AVA CO2, 2014) In Figure 25 the DM and odm values for SS are shown. The dewatered sludge shows high solid content values, but the composition alters a lot. Results between 21,65 % (odm) and 25,13 % (odm) show a deviation of about 16 %. Middle set of DM and odm are averaged from three measurements, number of tests for values from AVA are not available.

140 4.3 Visual comparison of substrates and HTC products Dried samples from effluent sludge s and HTC products can be distinguished visually. The more carbon is concentrated, the darker the samples are. Original 220 C 200 C 180 C Primary with Primary without dewatered Figure 26: dried samples of Savon Sellu (Hille, 2013) The original primary samples in Figure 26 show soft fibrous particles, also indicated by the lighter color of the higher cellulose part in the samples. The dewatered sludge is more solid and already darker. The dark coloring of all samples also increases with higher HTC process temperature and structure is also finer at higher temperatures.

141 4.4 Energy content of samples before and after HTC Within metli project several pre-tests concerning HTC analyzes have been done. First samples analyzed in the end of 2012 until early 2013 by Ostfalia staff showed, that most sludge s have been too watery. Sludge s regarded pre-treatment for dewatering, such as centrifugation or filtration. Therefore, a lot of energy has been added to prepare samples for HTC batch reactors. After technical visit at both P & P factories in Finland, through Ostfalia new samples have been taken directly and analyzed afterwards. The heating values (dried) are shown in Figure 27. It shows the average heating values of the original sample without the process of HTC (bright columns) and the heating value of the treated material (dark columns) with the respective HTC reaction temperature beneath. In Table 5 the original heating values from all tests are shown and the range of values as well. Figure 27: heating values of SS dewatered sludge s (Hille, 2013) (AVA CO2, 2014) In Figure 27 heating values (ash free and dried sample) for dewatered sludge from Savon Sellu are shown. The heating value from samples taken in 2013 decrease after HTC at 200 C but looking at the deviation of sample results (see also Table 5), there might have been a spike in the values. The results from piloting at AVA show, that increment of heating value in the coal is quite high with about 22%. First set of samples ( ) are averaged from three measurements, second set of samples are averaged from four measurements (after HTC ) and third and fourth set of samples has been measured by AVA and number of tests are not available.

142 4.5 Development of best suitable implementation scenario In first steps the existing waste water treatment (wwt) system and available sludge streams of both plants have been identified. This work has been done from November 2012 on, when Ostfalia UAS started project work. According to wwt plant design, functionality of technical installations and material properties scenarios for implementation of HTC and anaerobic digestion has been created. These scenarios help to focus research on most promising samples and implementation stations. The wwt plant of Savon Sellu has to be superseded anyway more than one suitable implementation places for HTC can be found and also possible combination of HTC and anaerobic digestion. All waste water streams from the paper factory enter first treatment step (sedimentation) and proceed to biological treatment including aeration and second sedimentation. In both sedimentation steps the sediment sludge is separated and collected in a tank together with sludge from flotation tank, the last treatment step before water is transferred to the clarification pond. Whole sludge is dewatered in a belt press. Figure 28: Savon Sellu waste water treatment plant (Ostfalia Bioprocess and Engineering Laboratorium, 2013)

143 The numbers in Figure 29 refer to sampling points and same samples also have been sent to Ostfalia in November 2012 for HTC lab tests. Additionally, Savonia UAS has determined DM and odm. Both data about dry mass and organic dry mass can be found in chapter 4.2. For the wwt plant at Savon Sellu P & P factory site, the initial situation is as following: the outline of the wwt plant has to be modernized and rebuild in the nearby future anyway and therefore the spectrum of implementation strategies is wider and two implementation scenarios have been created. In first scenario (Figure 29) the anaerobic digestion is implemented after the first treatment step using the sludge from first sedimentation. This way all available organic is not already reduced by biological treatment and can be converted in the anaerobic digestion step. The sediment sludge will be concentrated in new dewatering facilities and then transferred to an implemented HTC process. The water from dewatering and the HTC process water can be transferred to the anaerobic digestion if suitable. Influences of HTC process water on the anaerobic digestion process are therefore necessary to be analyzed. The sludge characteristics as water content, organic matter content (see also chapter 4.2) and acidity led to the conclusion that it would be most profitable to implement the HTC directly at the beginning of the wwt process, when most precipitated particles, as e.g. wood fibers can be used. Also the ph value of incoming material (ph ~5,0) is interesting for HTC as acid milieu is necessary for carbonization process. A further benefit could be that organic matter in the water is reduced and further wwt can be simplified. Figure 29: Savon Sellu waste water treatment plant first HTC implementation scenario (Ostfalia Bioprocess and Engineering Laboratorium, 2013)

144 Second implementation scenario (Figure 30) provides same place for anaerobic digestion but HTC would be implemented at the end of the wwt plant. This way extra dewatering before HTC can be avoided. Figure 30: Savon Sellu waste water treatment plant second HTC implementation scenario (Ostfalia Bioprocess and Engineering Laboratorium, 2013) Both models i.e. samples from both sampling points have been examined. Heating values and odm content from dewatered sludge seem to be most promising and therefore the second implementation scenario most promising. The possibilities for anaerobic digestion are examined by Savonia UAS and the combination of anaerobic digestion with the use of HTC water have been examined at Ostfalia and show that combination and usage of HTC process water in anaerobic digestion tests is possible.

145 4.6 HTC Piloting results HTC piloting results -analysis of input material and output In Table 2 data from HTC piloting at AVA Co2 in Karlsruhe are shown. Table 2: HTC piloting data SS Parameter Unit Input HTC Output HTC Dewatered sludge Dewatered coal Process water mass kg ,5 177,5 DM % 25,2 39,9 odm % 23,5 36,.4 Hhv (ashfree and MJ/kg 21,38 26,04 dried ) C %DM 48,8 57,9 TOC mg/l 9300 DOC mg/l 9400 N %DM 2,39 2,05 Kjeldahl-N mg/l 1000 P %DM 0,26 0,36 P mg/l 22 The chemical oxygen demand equals mg/L with a ratio of 51,1 % (BOD 5/COD), total organic carbon lies at 8.325mg/L and total suspended solids at 400mg/L (Ostfalia Bio- and Environmental Process Engineering Laboratorium, 2014). These data have been analyzed by Ostfalia Bio- and Environmental Lab and in comparison to TOC mentioned in Table 2 the value only differs slightly.

146 4.6.2 HTC piloting results mass balance Figure 31 shows the mass balance for dry mass in the pilot HTC test. The distribution of dry mass in the output in relation to input amounts 99 % in total divided into 67 % for dry matter in coal in relation to input dry matter and 32 % dry matter in process water in relation to input dry matter. Nearly all dry matter can be found in both products process water and coal. Figure 31. HTC piloting SS mass balance HTC piloting results energy balance The energy balance shown in Figure 32 shows same tendency as the mass balance. About 80 % of energy can be found in the coal fraction. As 32 % of dry matter is still kept in the process water, it can be assumed, that missing energy can be found there and possibly used after further dewatering. Figure 32: HTC piloting SS energy balance

147 4.6.4 HTC piloting results nutrients balance In Figure 33 the concentration of carbon for the HTC piloting is shown. About 94 % of carbon can be recovered in the outgoing products coal and process water. Figure 33: HTC piloting C balance In Figure 34 the concentration of nitrogen for the HTC piloting is shown. About 87 % of nitrogen can be recovered in the outgoing products coal and process water. Figure 34: HTC piloting N balance In Figure 35 the concentration of phosphor for the HTC piloting is shown. About 99 % of phosphor can be recovered in the outgoing products coal and process water.

148 Figure 35: HTC piloting P balance HTC piloting results substitution of process water in biogas tests In Figure 36 results from biogas substitution tests with HTC process water in lab scale continuous digesters can be found. The substrate has been a mixture of Mixed Sludge and Dewatered Sludge from Savon Sellu and has partly been substituted by HTC process water from HTC piloting at AVA CO2. The resulting methane production from the substrate mixture is shown in norm cubic meters referred to feeding of one ton of organic dry matter. At one point (March 22nd), 15 % of the amount of Mixed Sludge have been substituted with HTC process water, and at another point (April 1st) 30 %. The organic loading rate (shown in kilogram of organic dry matter referred to one cubic meter of digester volume) never reached more than 1 (kg odm/m³), since the organic dry matter content of both Mixed Sludge and HTC process water are very low and the feeding amounts were limited for fear of a low retention time (danger of washing-out of microorganisms). It can be seen that the methane output rises over time, although less original substrate is fed. The methane production also plateaus at a higher level compared to the average production without substitution of HTC process water, as indicated by the blue line.

149 Figure 36: results biogas substitution reactors with HTC process water SS (Ostfalia Bio- and Environmental Process Engineering Laboratorium, 2014) 5. Conclusions HTC process Not all sludge s from the waste water treatment plant are appropriate to be carbonized because the dry matter content is very low (around 2 %) and dewatering would definitely cost too much energy in reality. Anyway, the results of the carbonized P & P sludge s still show the supposed tendencies. The heating values are increased through carbonization and the higher the pressure and temperature, the higher the heating value while at the same time the actual mass is decreasing. To evaluate the whole HTC process energetically, all energy flows have been identified and determined. Energy and mass balance have been established. SE Sludge s from both dewatering stages have been analyzed and show good tendencies towards usage for HTC process. The calorific values for both dewatered sludge s have been enhanced through the HTC lab process. The net calorific values for the 40% dewatered sludge could be increased about 21% from 17,1MJ/kg up to 20,7MJ/kg and the 10% dewatered sludge could be increased about 31% from 17MJ/kg up to 22,3MJ/kg. These maximum calorific values could be reached at highest process temperature of 220 C. Through piloting tests at AVA CO2 the heating values could be enhanced about 3% from 17,02 to 20,68 MJ/kg. SS Sludge s for Savon Sellu have been examined. Not only dewatered sludge from the end of wwt plant, but also incoming material from primary treatment is tested as the plant design for Savon Sellu will be re-designed anyway. Therefore, the laboratorial dewatering is added. The net calorific values for the primary sludge with debarking machine in operation could be increased about 14 % from 19,7MJ/kg up to 22,5MJ/kg and the primary sludge without debarking machine in operation could be increased about 22,5 % from 19,1MJ/kg up to 23,5MJ/kg. Through piloting tests at AVA CO2 the heating values from dewatered sludge which seemed to be most useful, even though results from lab scale piloting should negative effect, could be enhanced about 21 % from 21,38 to 26,04 MJ/kg. The upscaling from lab scale to piloting scale did work, heating values had been comparable. For further information the upscaling to real plant size should take place. Energy and mass balance can certainly be improved through further upscaling and energy demands and benefits more promising. Sample composition can vary on sample flow, sampler, producing process in the paper factory and also through sample shipment and storage during analyzes. As in lab scale HTC tests only small amounts of sample is used, the

Metli. Palveluliiketoimintaa metsäteollisuuden lietteistä. Gasumin kaasurahaston seminaari 10.12.2013 (Tapahtumatalo Bank, Unioninkatu 20)

Metli. Palveluliiketoimintaa metsäteollisuuden lietteistä. Gasumin kaasurahaston seminaari 10.12.2013 (Tapahtumatalo Bank, Unioninkatu 20) Metli Palveluliiketoimintaa metsäteollisuuden lietteistä Hankkeen esittely Gasumin kaasurahaston seminaari 10.12.2013 (Tapahtumatalo Bank, Unioninkatu 20) Toteuttajat: FM Maarit Janhunen (Savonia), FT

Lisätiedot

ANALYYSIT kuiva-aine (TS), orgaaninen kuiva-aine (VS), biometaanintuottopotentiaali (BMP)

ANALYYSIT kuiva-aine (TS), orgaaninen kuiva-aine (VS), biometaanintuottopotentiaali (BMP) TULOSRAPORTTI TILAAJA Jukka Piirala ANALYYSIT kuiva-aine (TS), orgaaninen kuiva-aine (VS), biometaanintuottopotentiaali (BMP) AIKA JA PAIKKA MTT Jokioinen 25.9.2013.-30.5.2014 Maa- ja elintarviketalouden

Lisätiedot

Harri Heiskanen 24.11.2011

Harri Heiskanen 24.11.2011 Harri Heiskanen 24.11.2011 Haapajärven ammattiopisto koostuu liiketalouden ja maa- ja metsätalousosastoista Opiskelijoita 319 + noin 30 aikuisopiskelijaa Koulutetaan mm. maaseutuyrittäjiä ja metsurimetsäpalvelujen

Lisätiedot

LIETESAKEUDEN VAIKUTUS BIOKAASUPROSESSIIN

LIETESAKEUDEN VAIKUTUS BIOKAASUPROSESSIIN LIETESAKEUDEN VAIKUTUS BIOKAASUPROSESSIIN Laboratoriotason lietemädätyskokeet Laura Kannisto 214 Bioliike-projektia (v. 213-214) rahoitetaan Etelä-Suomen EAKR-ohjelmasta SISÄLLYS 1 TAUSTA JA TAVOITTEET...

Lisätiedot

JÄTEHUOLLON ERIKOISTYÖ

JÄTEHUOLLON ERIKOISTYÖ Jari-Jussi Syrjä 1200715 JÄTEHUOLLON ERIKOISTYÖ Typpioksiduulin mittaus GASMET-monikaasuanalysaattorilla Tekniikka ja Liikenne 2013 1. Johdanto Erikoistyön tavoitteena selvittää Vaasan ammattikorkeakoulun

Lisätiedot

Yhteiskäsittely pienlaitoksessa Case Laihia

Yhteiskäsittely pienlaitoksessa Case Laihia Yhteiskäsittely pienlaitoksessa Case Laihia! Laihia pähkinänkuoressa Laihia on suomalaisittain keskisuuri kunta Pohjanmaalla Vaasan naapurina. Kunnan pinta-ala 508 neliökilometriä. Asukkaita oli 7500 vuonna

Lisätiedot

Kainuun jätehuollon kuntayhtymä Ekokymppi

Kainuun jätehuollon kuntayhtymä Ekokymppi Kainuun jätehuollon kuntayhtymä Ekokymppi Parasta jätehuoltoa puh. 08 636 611 fax. 08 636 614 www.eko-kymppi.fi info@eko-kymppi.fi facebook, Kurre Kainuulainen Eloperäisen jätteen (lietteet, biojätteet)

Lisätiedot

Biokaasua muodostuu, kun mikrobit hajottavat hapettomissa eli anaerobisissa olosuhteissa orgaanista ainetta

Biokaasua muodostuu, kun mikrobit hajottavat hapettomissa eli anaerobisissa olosuhteissa orgaanista ainetta 1. MITÄ BIOKAASU ON Biokaasu: 55 70 tilavuus-% metaania (CH 4 ) 30 45 tilavuus-% hiilidioksidia (CO 2 ) Lisäksi pieniä määriä rikkivetyä (H 2 S), ammoniakkia (NH 3 ), vetyä (H 2 ) sekä häkää (CO) + muita

Lisätiedot

Lääkeainejäämät biokaasulaitosten lopputuotteissa. Marja Lehto, MTT

Lääkeainejäämät biokaasulaitosten lopputuotteissa. Marja Lehto, MTT Kestävästi Kiertoon - seminaari Lääkeainejäämät biokaasulaitosten lopputuotteissa Marja Lehto, MTT Orgaaniset haitta-aineet aineet Termillä tarkoitetaan erityyppisiä orgaanisia aineita, joilla on jokin

Lisätiedot

Ympäristöteema 2010: Maatilojen biokaasun mahdollisuudet hyödyt ympäristölle ja taloudelle

Ympäristöteema 2010: Maatilojen biokaasun mahdollisuudet hyödyt ympäristölle ja taloudelle Ympäristöteema 2010: Maatilojen biokaasun mahdollisuudet hyödyt ympäristölle ja taloudelle - Lannankäsittelytekniikat nyt ja tulevaisuudessa- Toni Taavitsainen, Envitecpolis Oy 6/30/2009 4/15/2009 12/10/2010

Lisätiedot

Maatilatason biokaasuratkaisut esimerkkinä MTT:n biokaasulaitos Maaningalla

Maatilatason biokaasuratkaisut esimerkkinä MTT:n biokaasulaitos Maaningalla Maatilatason biokaasuratkaisut esimerkkinä MTT:n biokaasulaitos Maaningalla Ilmase-hanke Nurmes 3.12.2013 Tutkija, FM Ville Pyykkönen Erikoistutkija, FT Sari Luostarinen 1 Biokaasuteknologia Eloperäisen

Lisätiedot

Maatilamittakaavan biokaasulaitoksen energiatase lypsylehmän lietelannan sekä lietelannan ja säilörehun yhteiskäsittelyssä

Maatilamittakaavan biokaasulaitoksen energiatase lypsylehmän lietelannan sekä lietelannan ja säilörehun yhteiskäsittelyssä Maatilamittakaavan biokaasulaitoksen energiatase lypsylehmän lietelannan sekä lietelannan ja säilörehun yhteiskäsittelyssä Maataloustieteen päivät 2014 ja Halola-seminaari 12.2.2014 Tutkija, FM Ville Pyykkönen

Lisätiedot

Jätteillä energiatehokkaaksi kunnaksi - luovia ratkaisuja ilmastonmuutoksen

Jätteillä energiatehokkaaksi kunnaksi - luovia ratkaisuja ilmastonmuutoksen Jätteillä energiatehokkaaksi kunnaksi - luovia ratkaisuja ilmastonmuutoksen hillintään Jätteistä bioenergiaa ja ravinnetuotteita - mädätyksen monet mahdollisuudet Tuuli Myllymaa, Suomen ympäristökeskus

Lisätiedot

Lähienergiaa liikennekäyttöön. BioGTS Oy Sepelitie 15 40320 JYVÄSKYLÄ

Lähienergiaa liikennekäyttöön. BioGTS Oy Sepelitie 15 40320 JYVÄSKYLÄ Lähienergiaa liikennekäyttöön BioGTS Oy Sepelitie 15 40320 JYVÄSKYLÄ BIOGTS OY Kotimainen teollinen biokaasu- ja biodiesellaitosvalmistaja. Yritys on perustettu 2011. Biokaasu- ja biodiesel-laitosten suunnittelu,

Lisätiedot

Mittausten rooli vesienkäsittelyprosesseissa. Kaj Jansson 3.4.2008 Kemira Oyj, Oulun Tutkimuskeskus

Mittausten rooli vesienkäsittelyprosesseissa. Kaj Jansson 3.4.2008 Kemira Oyj, Oulun Tutkimuskeskus Mittausten rooli vesienkäsittelyprosesseissa Kaj Jansson Kemira Oyj, Oulun Tutkimuskeskus 1 Veden laadun tavoitteet Turvallinen talousvesi Ympäristökuormituksen hallinta jätevedessä Fosfori, kiintoaine,

Lisätiedot

energiatehottomista komponenteista tai turhasta käyntiajasta

energiatehottomista komponenteista tai turhasta käyntiajasta LUT laboratorio- ato o ja mittauspalvelut ut Esimerkkinä energiatehokkuus -> keskeinen keino ilmastomuutoksen hallinnassa Euroopan sähkönkulutuksesta n. 15 % kuluu pumppusovelluksissa On arvioitu, että

Lisätiedot

Biokaasun tuotanto ja käyttö Suomessa. Prof. Jukka Rintala Ympäristötieteet Jyväskylän yliopisto

Biokaasun tuotanto ja käyttö Suomessa. Prof. Jukka Rintala Ympäristötieteet Jyväskylän yliopisto Biokaasun tuotanto ja käyttö Suomessa Prof. Jukka Rintala Ympäristötieteet Jyväskylän yliopisto Biokaasuteknoloia On ympäristö- ja eneriateknoloiaa Vertailtava muihin saman alan teknoloioihin / menetelmiin:

Lisätiedot

ENERGIAA JÄTEVESISTÄ. Maailman käymäläpäivän seminaari - Ongelmasta resurssiksi - 19.11.2014

ENERGIAA JÄTEVESISTÄ. Maailman käymäläpäivän seminaari - Ongelmasta resurssiksi - 19.11.2014 ENERGIAA JÄTEVESISTÄ Maailman käymäläpäivän seminaari - Ongelmasta resurssiksi - 19.11.2014 Watrec Oy palvelutarjonta Ratkaisut 1) Viranomaisprosessit 2) Selvitysprosessit 3) Asiantuntijaarvioinnit Asiantuntijapalvelut

Lisätiedot

MÄDÄTYSJÄÄNNÖKSEN LABORATORIOTASON VALUMAVESIKOKEET

MÄDÄTYSJÄÄNNÖKSEN LABORATORIOTASON VALUMAVESIKOKEET MÄDÄTYSJÄÄNNÖKSEN LABORATORIOTASON VALUMAVESIKOKEET Biojäte- ja lietepohjainen Laura Kannisto 214 Bioliike-projektia (v. 213-214) rahoitetaan Etelä-Suomen EAKR-ohjelmasta SISÄLLYS 1 JOHDANTO... 1 2 KOEJÄRJESTELY...

Lisätiedot

Pellettien ja puunkuivauksessa syntyneiden kondenssivesien biohajoavuustutkimus

Pellettien ja puunkuivauksessa syntyneiden kondenssivesien biohajoavuustutkimus Pellettien ja puunkuivauksessa syntyneiden kondenssivesien biohajoavuustutkimus FM Hanna Prokkola Oulun yliopisto, Kemian laitos EkoPelletti-seminaari 11.4 2013 Biohajoavuus Biohajoavuudella yleensä tarkoitetaan

Lisätiedot

Metsäteollisuuden sivuvirrat Hyödyntämisen haasteet ja mahdollisuudet

Metsäteollisuuden sivuvirrat Hyödyntämisen haasteet ja mahdollisuudet Metsäteollisuuden sivuvirrat Hyödyntämisen haasteet ja mahdollisuudet GES-verkostotapaaminen Kukkuroinmäen jätekeskus 24.02.2016 Apila Group Oy Ab Mervi Matilainen Apila Group Kiertotalouden koordinaattori

Lisätiedot

Kiintoainemenetelmien käyttö turvemaiden alapuolella. Hannu Marttila

Kiintoainemenetelmien käyttö turvemaiden alapuolella. Hannu Marttila Kiintoainemenetelmien käyttö turvemaiden alapuolella Hannu Marttila Motivaatio Orgaaninen kiintoaines ja sedimentti Lisääntynyt kulkeutuminen johtuen maankäytöstä. Ongelmallinen etenkin turvemailla, missä

Lisätiedot

Tietoa eri puhdistamotyyppien toiminnasta

Tietoa eri puhdistamotyyppien toiminnasta Tietoa eri puhdistamotyyppien toiminnasta KOKOEKO-seminaari 24.2.2011 Ville Matikka Savonia-ammattikorkeakoulu Tekniikka, Kuopio Ympäristötekniikan opetus- ja tutkimusyksikkö Sisältö Taustaa Pienpuhdistamoista

Lisätiedot

LOPPURAPORTTI 13.4.2012. Teija Rantala Ari Jääskeläinen Maarit Janhunen

LOPPURAPORTTI 13.4.2012. Teija Rantala Ari Jääskeläinen Maarit Janhunen SELVITYS LAPINLAHDEN JÄTEVESILIETTEEN JA MAHDOLLISTEN MUIDEN ORGAANISTEN JAKEIDEN YHTEISBIOKAASULAITOKSESTA JA KÄSITTELYJÄÄNNÖKSEN HYÖTYKÄYTTÖMAHDOLLISUUKSISTA YLÄ- SAVON ALUEELLA LOPPURAPORTTI 13.4.2012

Lisätiedot

Työkalu ympäristövaikutusten laskemiseen kasvualustan valmistajille ja viherrakentajille LCA in landscaping hanke

Työkalu ympäristövaikutusten laskemiseen kasvualustan valmistajille ja viherrakentajille LCA in landscaping hanke Työkalu ympäristövaikutusten laskemiseen kasvualustan valmistajille ja viherrakentajille LCA in landscaping hanke Frans Silvenius, MTT Bioteknologia ja elintarviketutkimus Kierrätysmateriaaleja mm. Kompostoidut

Lisätiedot

Voimalaitoksen vesikemian yleiset tavoitteet ja peruskäsitteitä

Voimalaitoksen vesikemian yleiset tavoitteet ja peruskäsitteitä Voimalaitoksen vesikemian yleiset tavoitteet ja peruskäsitteitä Susanna Vähäsarja ÅF-Consult 4.2.2016 1 Sisältö Vedenkäsittelyn vaatimukset Mitä voimalaitoksen vesikemialla tarkoitetaan? Voimalaitosten

Lisätiedot

Biokaasun tuotannon kannattavuus - Onko biopolttoaineiden kestävä tuotanto ylipäänsä mahdollista?

Biokaasun tuotannon kannattavuus - Onko biopolttoaineiden kestävä tuotanto ylipäänsä mahdollista? Biokaasun tuotannon kannattavuus - Onko biopolttoaineiden kestävä tuotanto ylipäänsä mahdollista? JAMK, Biokaasu-opintomatka 26.9.2014 Erika Winquist & Pellervo Kässi, MTT Biokaasutuotannon vaihtoehdot

Lisätiedot

RUOKOHELVEN BIOKAASUTUSKOKEET Loppuraportti 4.11.2009

RUOKOHELVEN BIOKAASUTUSKOKEET Loppuraportti 4.11.2009 RUOKOHELVEN BIOKAASUTUSKOKEET Loppuraportti 4.11.2009 Juha Luostarinen (Kannen kuva: Ruokohelpikasvusto 1. korjuun hetkellä) Johdanto Ruokohelpi on Suomessa merkittävissä määrin viljelty energiakasvi,

Lisätiedot

Kaatopaikkakelpoisuus valvovan viranomaisen näkökulmasta: Case valimo

Kaatopaikkakelpoisuus valvovan viranomaisen näkökulmasta: Case valimo Kaatopaikkakelpoisuus valvovan viranomaisen näkökulmasta: Case valimo Tuomo Eskelinen Ylitarkastaja 1 Valimon jätteet Ympäristöluvassa kaatopaikalle sijoitettavia jätteitä: hiekka 11,6 t ja sekajäte 83

Lisätiedot

22.11.2012. Biolaitosyhdistys päivät 15-16.11. 2012

22.11.2012. Biolaitosyhdistys päivät 15-16.11. 2012 Biolaitosyhdistys päivät 15-16.11. 2012 Suomen Ekolannoite Oy Perustettu 2011 Kehittänyt innovatiivisen lietteenkäsittely menetelmän, josta jätetty patenttihakemus Menetelmä kemiallisesti hydroloimalla

Lisätiedot

Biokaasulaitoksen sijoituspaikaksi Mänttä

Biokaasulaitoksen sijoituspaikaksi Mänttä Biokaasulaitoksen sijoituspaikaksi Mänttä Watrec Oy Energia- ja ympäristöklusterin kehittämishankkeen loppuseminaari Hotelli Keurusselkä 13.2.2014 Watrec Oy - suomalainen cleantech kasvuja vientiyritys

Lisätiedot

Kokkolan biokaasulaitos

Kokkolan biokaasulaitos Kokkolan biokaasulaitos Biokaasuyhdistyksen seminaari 6-7.11.2013 Hannu Turunen / Econet Oy ECONET -konserni lyhyesti Vesi- ja ympäristöalan monipalveluyrityksen tausta 2002 perustettu Skanskan ympäristörakentamispuolen

Lisätiedot

Biolaitostoiminta osana kiertotaloutta Metener Oy palvelut ja tuotteet. 29.10.2014 Juha Luostarinen

Biolaitostoiminta osana kiertotaloutta Metener Oy palvelut ja tuotteet. 29.10.2014 Juha Luostarinen Biolaitostoiminta osana kiertotaloutta Metener Oy palvelut ja tuotteet 29.10.2014 Juha Luostarinen Tausta Biokaasuntuotanto Laukaassa Kalmarin lypsykarjatilalla alkoi vuonna 1998, tavoitteena mikrobien

Lisätiedot

Biomassan hyötykäytön lisääminen Suomessa. Mika Laine

Biomassan hyötykäytön lisääminen Suomessa. Mika Laine Biomassan hyötykäytön lisääminen Suomessa Mika Laine toimitusjohtaja, Suomen Vesiyhdistys, jätevesijaos Envor Group Oy Mädätyksen Rakenne- ja lietetekniikka 15.10.2013 Kokonaisvaltaista kierrätystä Käsittelymäärät

Lisätiedot

Mädätys HSY:n jätevedenpuhdistamoilla. Mädätyksen rakenne- ja laitetekniikka seminaari 15.10.2013

Mädätys HSY:n jätevedenpuhdistamoilla. Mädätyksen rakenne- ja laitetekniikka seminaari 15.10.2013 Mädätys HSY:n jätevedenpuhdistamoilla Mädätyksen rakenne- ja laitetekniikka seminaari 15.10.2013 HSY - Helsingin seudun ympäristöpalvelut kuntayhtymä HSY tuottaa jäte- ja vesihuoltopalveluita yli miljoonalle

Lisätiedot

Jätevesilietteistä multaa ravinteiden kierrätyksen mahdollisuudet. Mikko Wäänänen, HSY Vesihuolto

Jätevesilietteistä multaa ravinteiden kierrätyksen mahdollisuudet. Mikko Wäänänen, HSY Vesihuolto Jätevesilietteistä multaa ravinteiden kierrätyksen mahdollisuudet Mikko Wäänänen, HSY Vesihuolto 25.11.2014 Teollisuusjätevesien tarkkailu ja neuvonta Jätevedenpuhdistusosasto Jätevedenpuhdistus Lietteiden

Lisätiedot

JÄRVIMALMIN JALOSTUS PUUPOLTTOAINEITA KÄYTTÄVISSÄ LÄMPÖLAITOKSISSA Hajautetut biojalostamot: tulosfoorumi 14.11.2013 Tomi Onttonen Karelia-AMK

JÄRVIMALMIN JALOSTUS PUUPOLTTOAINEITA KÄYTTÄVISSÄ LÄMPÖLAITOKSISSA Hajautetut biojalostamot: tulosfoorumi 14.11.2013 Tomi Onttonen Karelia-AMK 1 JÄRVIMALMIN JALOSTUS PUUPOLTTOAINEITA KÄYTTÄVISSÄ LÄMPÖLAITOKSISSA Hajautetut biojalostamot: tulosfoorumi Tomi Onttonen Karelia-AMK Sisältö 2 - Perustuu opinnäytetyöhöni - Aineisto kerätty hajautetut

Lisätiedot

ERIKOISTAPAUKSET VEDEN KÄSITTELYYN SIVUTUOTTEISTA TEHDYILLÄ RAKEILLA,

ERIKOISTAPAUKSET VEDEN KÄSITTELYYN SIVUTUOTTEISTA TEHDYILLÄ RAKEILLA, ERIKOISTAPAUKSET VEDEN KÄSITTELYYN SIVUTUOTTEISTA TEHDYILLÄ RAKEILLA, Kuokkanen, T., Kuokkanen, V., Rämö, J. Rakeistettujen materiaalien ominaisuuksia Kalsiumkarbonaatti, tuhka, verkkosilikaattipohjainen

Lisätiedot

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2014

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2014 Heinijärven vedenlaatuselvitys 2014 Tiina Tulonen Lammin biologinen asema Helsingin yliopisto 3.12.2014 Johdanto Heinijärven ja siihen laskevien ojien vedenlaatua selvitettiin vuonna 2014 Helsingin yliopiston

Lisätiedot

JÄTEVESIENKÄSITTELYN TOIMIVUUSSELVITYS VEVI-6 JÄTEVEDENPUHDISTAMOLLA, LAPINJÄRVELLÄ

JÄTEVESIENKÄSITTELYN TOIMIVUUSSELVITYS VEVI-6 JÄTEVEDENPUHDISTAMOLLA, LAPINJÄRVELLÄ JÄTEVESIENKÄSITTELYN TOIMIVUUSSELVITYS VEVI-6 JÄTEVEDENPUHDISTAMOLLA, LAPINJÄRVELLÄ Jarmo Kosunen Ilkka Juva 15.1.2010 Valtioneuvoston asetus jätevesien käsittelystä vesihuoltolaitosten viemäriverkostojen

Lisätiedot

BioGTS biojalostamokonsepti

BioGTS biojalostamokonsepti BioGTS biojalostamokonsepti Biohajoavista jätteistä uusiutuvaa energiaa, liikenteen biopolttoaineita, kierrätysravinteita ja kemikaaleja kustannustehokkaasti hajautettuna energiantuotantona BioGTS Biokaasu

Lisätiedot

Täyttä kaasua eteenpäin Keski-Suomi! -seminaari ja keskustelutilaisuus. 10.12.2009 Hotelli Rantasipi Laajavuori, Jyväskylä

Täyttä kaasua eteenpäin Keski-Suomi! -seminaari ja keskustelutilaisuus. 10.12.2009 Hotelli Rantasipi Laajavuori, Jyväskylä Täyttä kaasua eteenpäin Keski-Suomi! -seminaari ja keskustelutilaisuus 10.12.2009 Hotelli Rantasipi Laajavuori, Jyväskylä 1 Biokaasusta energiaa Keski-Suomeen Eeli Mykkänen Projektipäällikkö Jyväskylä

Lisätiedot

Kuusakoski Oy:n rengasrouheen kaatopaikkakelpoisuus.

Kuusakoski Oy:n rengasrouheen kaatopaikkakelpoisuus. Kuusakoski Oy:n rengasrouheen kaatopaikkakelpoisuus. 2012 Envitop Oy Riihitie 5, 90240 Oulu Tel: 08375046 etunimi.sukunimi@envitop.com www.envitop.com 2/5 KUUSAKOSKI OY Janne Huovinen Oulu 1 Tausta Valtioneuvoston

Lisätiedot

BIOKAASU. Energiaa orgaanisesta materiaalista. Bioenergiaa tiloille ja taloille infotilaisuus, TORNIO

BIOKAASU. Energiaa orgaanisesta materiaalista. Bioenergiaa tiloille ja taloille infotilaisuus, TORNIO BIOKAASU Energiaa orgaanisesta materiaalista Bioenergiaa tiloille ja taloille infotilaisuus, TORNIO Niemitalo V 2012 Prosessi YKSINKERTAISIMMIL- LAAN REAKTORI ON ASTIA, MISSÄ BIOJÄTE SIIRRETÄÄN PAINOVOIMAISESTI

Lisätiedot

Kuivausprosessin optimointi pellettituotannossa

Kuivausprosessin optimointi pellettituotannossa OULUN YLIOPISTO Kuivausprosessin optimointi pellettituotannossa Matti Kuokkanen Kemian laitos Oulun yliopisto 11.4.2013 TAUSTAA Kuivauksen tarve Perinteisen kuivan raaka-aineen riittämättömyys, purun kuivaus

Lisätiedot

Maatalouden kuivamädätyslaitos. 5.11.2014 Juha Luostarinen Metener Oy

Maatalouden kuivamädätyslaitos. 5.11.2014 Juha Luostarinen Metener Oy Maatalouden kuivamädätyslaitos 5.11.2014 Juha Luostarinen Metener Oy Kalmarin tilalta saatuihin kokemuksiin pohjaten perustettiin 2002 Metener Oy tarjoamaan biokaasuteknologiaa: - Biokaasulaitostoimitukset

Lisätiedot

Humusvedet. Tummien vesien ekologiaa. Lauri Arvola. Helsingin yliopisto Lammin biologinen asema

Humusvedet. Tummien vesien ekologiaa. Lauri Arvola. Helsingin yliopisto Lammin biologinen asema Humusvedet Tummien vesien ekologiaa Lauri Arvola Helsingin yliopisto Lammin biologinen asema Sisältö Mitä humus on? Humusaineiden mittaamisesta Humusaineiden hajoaminen Mistä vesistöjen humusaineet ovat

Lisätiedot

Biokaasun tuotanto ja liiketoimintamallit

Biokaasun tuotanto ja liiketoimintamallit Biokaasun tuotanto ja liiketoimintamallit BioG Haapavesi 8.12. 2010 Ritva Imppola ja Pekka Kokkonen Maaseudun käyttämätön voimavara Biokaasu on luonnossakin muodostuva kaasu, joka sisältää pääasiassa -

Lisätiedot

KUIVAKÄYMÄLÄT KÄYTTÖÖN

KUIVAKÄYMÄLÄT KÄYTTÖÖN KUIVAKÄYMÄLÄT KÄYTTÖÖN DT -TEKNOLOGIA TEKEE TULOAAN Raini Kiukas Käymäläseura Huussi ry DT keskus Kuivakäymälä kopli@kopli.fi HUOMIOITA NYKYTILANTEESTA MAAILMAN TÄRKEIN LUONNONVARA ON MAKEA VESI MEIDÄN

Lisätiedot

Haasteet orgaanisen jätteen kaatopaikkakiellon toteuttamisessa. KokoEko-seminaari, Kuopio, 10.2.2015

Haasteet orgaanisen jätteen kaatopaikkakiellon toteuttamisessa. KokoEko-seminaari, Kuopio, 10.2.2015 Haasteet orgaanisen jätteen kaatopaikkakiellon toteuttamisessa KokoEko-seminaari, Kuopio, 10.2.2015 Ossi Tukiainen, Pohjois-Savon ELY-keskus 17.2.2015 1 Tavanomaisen jätteen kaatopaikka VNA kaatopaikoista

Lisätiedot

JA MUITA MENETELMIÄ PILAANTUNEIDEN SEDIMENTTIEN KÄSITTELYYN. Päivi Seppänen, Golder Associates Oy

JA MUITA MENETELMIÄ PILAANTUNEIDEN SEDIMENTTIEN KÄSITTELYYN. Päivi Seppänen, Golder Associates Oy GEOTEKSTIILIALLAS JA MUITA MENETELMIÄ PILAANTUNEIDEN SEDIMENTTIEN KÄSITTELYYN Päivi Seppänen, Golder Associates Oy Käsittelymenetelmät ESITYKSEN RAKENNE Vedenpoistomenetelmät Puhdistusmenetelmät Sijoitusmenetelmät

Lisätiedot

Märehtijä. Väkirehumäärän lisäämisen vaikutus pötsin ph-tasoon laiduntavilla lehmillä 29.3.2012. Karkearehun käyttäjä Ruoansulatus.

Märehtijä. Väkirehumäärän lisäämisen vaikutus pötsin ph-tasoon laiduntavilla lehmillä 29.3.2012. Karkearehun käyttäjä Ruoansulatus. Märehtijä Karkearehun käyttäjä Ruoansulatus Pötsin ph Ruokinta Väkevyys Arja Korhonen Väkirehumäärän lisäämisen vaikutus pötsin ph-tasoon laiduntavilla lehmillä Tutkimus tehty MTT Maaningan tutkimuskoeasemalla

Lisätiedot

Biokaasun liikennekäyttö Keski- Suomessa. Juha Luostarinen Metener Oy

Biokaasun liikennekäyttö Keski- Suomessa. Juha Luostarinen Metener Oy Biokaasun liikennekäyttö Keski- Suomessa Juha Luostarinen Metener Oy Tausta Biokaasulaitos Kalmarin tilalle vuonna 1998 Rakentamispäätöksen taustalla navetan lietelannan hygieenisen laadun parantaminen

Lisätiedot

Virolahden biokaasulaitokselta biokaasua jakeluverkkoon 12.11.2015

Virolahden biokaasulaitokselta biokaasua jakeluverkkoon 12.11.2015 Virolahden biokaasulaitokselta biokaasua jakeluverkkoon 12.11.2015 Haminan Energia Oy Perustettu 23.3.1901 Maakaasun jakelu aloitettiin 3.12.1982 Haminan Energia Oy:ksi 1.9.1994 Haminan kaupungin 100%

Lisätiedot

KEMIJÄRVEN SELLUTEHTAAN BIOJALOSTAMOVAIHTOEHDOT

KEMIJÄRVEN SELLUTEHTAAN BIOJALOSTAMOVAIHTOEHDOT KEMIJÄRVEN SELLUTEHTAAN BIOJALOSTAMOVAIHTOEHDOT Julkisuudessa on ollut esillä Kemijärven sellutehtaan muuttamiseksi biojalostamoksi. Tarkasteluissa täytyy muistaa, että tunnettujenkin tekniikkojen soveltaminen

Lisätiedot

HUBER Ratkaisuja Biojätteen käsittelyyn

HUBER Ratkaisuja Biojätteen käsittelyyn HUBER Ratkaisuja Biojätteen käsittelyyn Perusmateriaalin käsittely Karkean materiaalin erotus Karkean materiaalin käsittely Mädätysjäännöksen käsittely Biojätekäsittelyprosessin jätevedenkäsittely Tilanne

Lisätiedot

Biokaasun mahdollisuudet päästöjen hillitsemisessä

Biokaasun mahdollisuudet päästöjen hillitsemisessä Biokaasun mahdollisuudet päästöjen hillitsemisessä Liikenne ja ilmasto -seminaari 22.9.2009, Jyväskylä Eeli Mykkänen Jyväskylä Innovation Oy www.biokaasufoorumi.fi 1 Biokaasuprosessin raaka-aineet Biohajoavat

Lisätiedot

Biohiili ja ravinteet

Biohiili ja ravinteet Biohiili ja ravinteet RAE-hankkeen alustavia tuloksia Sanna Saarnio Mikkeli 19.11.2014 Mitä biohiili on? biohiili = hapettomissa olosuhteissa lämmön avulla hajotettua eloperäistä ainetta Miten biohiili

Lisätiedot

Humuksen vaikutukset järvien hiilenkiertoon ja ravintoverkostoihin. Paula Kankaala FT, dos. Itä Suomen yliopisto Biologian laitos

Humuksen vaikutukset järvien hiilenkiertoon ja ravintoverkostoihin. Paula Kankaala FT, dos. Itä Suomen yliopisto Biologian laitos Humuksen vaikutukset järvien hiilenkiertoon ja ravintoverkostoihin Paula Kankaala FT, dos. Itä Suomen yliopisto Biologian laitos Hiilenkierto järvessä Valuma alueelta peräisin oleva orgaaninen aine (humus)

Lisätiedot

LUMI - Lujitemuovijätteen materiaalin ja energian kierrätys sementtiuunissa

LUMI - Lujitemuovijätteen materiaalin ja energian kierrätys sementtiuunissa LUMI - Lujitemuovijätteen materiaalin ja energian kierrätys sementtiuunissa Martti Kemppinen/Mamk, Egidija Rainosalo/KETEK et al. Hankkeen motivaatio Orgaanisen jätteen kaatopaikkasijoitusta rajoitetaan

Lisätiedot

Biokaasun jakelu Suomessa

Biokaasun jakelu Suomessa JÄTTEESTÄ PUHTAITA AJOKILOMETREJÄ Työpaja Turussa 10.6.2010 12.00-16.00 Biokaasun jakelu Suomessa 2 GASUMIN TUNNUSLUVUT 2009 Maakaasun myynti 40,6 TWh Henkilökunta 220 Siirtoputkiston pituus 1186 km Liikevaihto

Lisätiedot

Tulosten analysointi. Liite 1. Ympäristöministeriö - Ravinteiden kierrätyksen edistämistä ja Saaristomeren tilan parantamista koskeva ohjelma

Tulosten analysointi. Liite 1. Ympäristöministeriö - Ravinteiden kierrätyksen edistämistä ja Saaristomeren tilan parantamista koskeva ohjelma Liite 1 Ympäristöministeriö - Ravinteiden kierrätyksen edistämistä ja Saaristomeren tilan parantamista koskeva ohjelma Tulosten analysointi Liite loppuraporttiin Jani Isokääntä 9.4.2015 Sisällys 1.Tutkimustulosten

Lisätiedot

Viikinmäen jätevedenpuhdistamon Energiantuotannon tehostaminen

Viikinmäen jätevedenpuhdistamon Energiantuotannon tehostaminen Viikinmäen jätevedenpuhdistamon Energiantuotannon tehostaminen Kaasumoottorikannan uusiminen ja ORC-hanke Helsingin seudun ympäristöpalvelut Riikka Korhonen Viikinmäen jätevedenpuhdistamo Otettiin käyttöön

Lisätiedot

Luoteis-Tammelan vesistöjen vedenlaatuselvitys v. 2011

Luoteis-Tammelan vesistöjen vedenlaatuselvitys v. 2011 Luoteis-Tammelan vesistöjen vedenlaatuselvitys v. 2011 Tiina Tulonen Lammin biologinen asema Helsingin yliopisto Johdanto Tämä raportti on selvitys Luoteis-Tammelan Heinijärven ja siihen laskevien ojien

Lisätiedot

MTT Sotkamo: päätoimialueet 2013

MTT Sotkamo: päätoimialueet 2013 MAA- JA ELINTARVIKETALOUDEN TUTKIMUSKESKUS BIOKAASU ENERGIALÄHTEENÄ MAATILALLA Elina Virkkunen, vanhempi tutkija MTT Sotkamo p. 040 759 9640 22.3.2013 MTT Agrifood Research Finland 22.3.2013 MTT Sotkamo:

Lisätiedot

Biokaasun tuotanto ja hyödyntäminen - tilannekatsaus

Biokaasun tuotanto ja hyödyntäminen - tilannekatsaus Biokaasun tuotanto ja hyödyntäminen - tilannekatsaus Sanna Marttinen Jätehuoltopäivät Scandic Hotel Rosendahl, Tampere 5.-6.10.2011 Biokaasun energiapotentiaali Suomessa Teoreettinen 24,4 TWh (metaania

Lisätiedot

BIOKAASUTUOTANNON PROSESSIT JA BIOKAASUN TUOTANTO

BIOKAASUTUOTANNON PROSESSIT JA BIOKAASUN TUOTANTO Opinnäytetyö (AMK) Bio- ja elintarviketekniikka Elintarviketekniikka 2011 Aleksi Virta BIOKAASUTUOTANNON PROSESSIT JA BIOKAASUN TUOTANTO OPINNÄYTETYÖ (AMK) TIIVISTELMÄ Turun ammattikorkeakoulu Bio- ja

Lisätiedot

Käytännön kokemuksia VamBion biokaasulaitokselta

Käytännön kokemuksia VamBion biokaasulaitokselta Käytännön kokemuksia VamBion biokaasulaitokselta Lannasta moneksi ravinteita ja energiaa Liedon kunnantalo 7.11.2011 Kaisa Suvilampi VamBio Oy Yhtiömme toiminta-ajatuksena on bioenergian ja lannoitevalmisteiden

Lisätiedot

Puuhiilen tuotanto Suomessa mahdollisuudet ja haasteet

Puuhiilen tuotanto Suomessa mahdollisuudet ja haasteet Puuhiilen tuotanto Suomessa mahdollisuudet ja haasteet BalBic, Bioenergian ja teollisen puuhiilen tuotannon kehittäminen aloitusseminaari 9.2.2012 Malmitalo Matti Virkkunen, Martti Flyktman ja Jyrki Raitila,

Lisätiedot

Lentotuhkan hyödyntämisen mahdollisuudet metsäteollisuuden jätevesien käsittelyssä

Lentotuhkan hyödyntämisen mahdollisuudet metsäteollisuuden jätevesien käsittelyssä Lentotuhkan hyödyntämisen mahdollisuudet metsäteollisuuden jätevesien käsittelyssä Sakari Toivakainen RAE-projekti, RAKEISTAMINEN AVARTAA EKOLOGISUUTTA MINISEMINAARI 16.10.2014, Oulu. Clean Technologies

Lisätiedot

Kokemuksia rikkihapon lisäyksestä lietelantaan levityksen yhteydessä. Tapio Salo, Petri Kapuinen, Sari Luostarinen Lantateko-hanke

Kokemuksia rikkihapon lisäyksestä lietelantaan levityksen yhteydessä. Tapio Salo, Petri Kapuinen, Sari Luostarinen Lantateko-hanke Kokemuksia rikkihapon lisäyksestä lietelantaan levityksen yhteydessä Tapio Salo, Petri Kapuinen, Sari Luostarinen Lantateko-hanke Lantateko-hanke, työpaketti 3 Testattiin Tanskassa yleistyneen, levityksen

Lisätiedot

Biokaasusta lannoitetta ja energiaa (A32641) loppuraportti

Biokaasusta lannoitetta ja energiaa (A32641) loppuraportti Biokaasusta lannoitetta ja energiaa (A32641) loppuraportti Yhteenveto Biokaasusta energiaa ja lannoitetta-hanke alkoi vuoden 2012 alussa ja sitä hallinnoi Jokilaaksojen koulutuskuntayhtymä. Hankkeen yhtenä

Lisätiedot

Rantamo-Seittelin kosteikon vedenlaadun seuranta

Rantamo-Seittelin kosteikon vedenlaadun seuranta Rantamo-Seittelin kosteikon vedenlaadun seuranta Jari Koskiaho, SYKE Tuusulanjärven tila paremmaksi -seminaari Gustavelund 23.5.2013 Kosteikoissa tapahtuvat vedenpuhdistusprosessit Kiintoaineksen laskeutuminen

Lisätiedot

Ajankohtaista mädätteiden käytöstä

Ajankohtaista mädätteiden käytöstä Ajankohtaista mädätteiden käytöstä Fossiilisesta uusiutuvaan tutkimusohjelmakoordinaattori, vanhempi tutkija Teija Paavola MTT Orgaanisen jätteen hyödyntämisen vaihtoehdot materiana ja energiana, Biolaitosyhdistyksen

Lisätiedot

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus

Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus Mamk / Tekniikka ja liikenne / Sähkövoimatekniikka / Sarvelainen 2015 T8415SJ ENERGIATEKNIIKKA Laskuharjoitus KEMIALLISIIN REAKTIOIHIN PERUSTUVA POLTTOAINEEN PALAMINEN Voimalaitoksessa käytetään polttoaineena

Lisätiedot

Opas vaarallisten nesteiden vuodontorjuntaan:

Opas vaarallisten nesteiden vuodontorjuntaan: Opas vaarallisten nesteiden vuodontorjuntaan: TUNNISTA NESTEET (JOS NE OVAT TUNTEMATTOMIA) KEMIKAALIEN LUOKITTELU KATSO SIVU 314 MUKANA HAPPOJA TAI EMÄKSIÄ? KATSO SIVU 3342 MUKANA ON VAARALLISIA NESTEITÄ

Lisätiedot

Liikennebiokaasu ja Suomi Joensuun tiedepuisto 31.5.2010. Biokaasun jakelu maakaasuverkossa Suomessa

Liikennebiokaasu ja Suomi Joensuun tiedepuisto 31.5.2010. Biokaasun jakelu maakaasuverkossa Suomessa 1 Liikennebiokaasu ja Suomi Joensuun tiedepuisto 31.5.2010 Biokaasun jakelu maakaasuverkossa Suomessa 2 Gasumin perustehtävä Hallitsemme energiakaasuihin perustuvat ratkaisut ja toimimme alan edelläkävijänä.

Lisätiedot

BIOKAASU JA PELTOBIOMASSAT MAATILAN ENERGIALÄHTEINÄ

BIOKAASU JA PELTOBIOMASSAT MAATILAN ENERGIALÄHTEINÄ BIOKAASU JA PELTOBIOMASSAT MAATILAN ENERGIALÄHTEINÄ Elina Virkkunen p. 040 759 9640 MTT Sotkamo elina.virkkunen@mtt.fi 12.11.2010 Rovaniemi Kuvat Elina Virkkunen, ellei toisin mainita 1 MTT lyhyesti -

Lisätiedot

Kymen Bioenergia Oy NATURAL100

Kymen Bioenergia Oy NATURAL100 Kymen Bioenergia Oy NATURAL100 Maakaasuyhdistys 23.4.2010 Kymen Bioenergia Oy KSS Energia Oy, 60 % ajurina kannattava bioenergian tuottaminen liiketoimintakonseptin tuomat monipuoliset mahdollisuudet tehokkaasti

Lisätiedot

Biokaasuntuotannon kannattavuus

Biokaasuntuotannon kannattavuus Biokaasuntuotannon kannattavuus Ville Kuittinen Pohjois-Karjalan ammattikorkeakoulu Biotalouden keskus Sisältö Biotila hankkeen laskelmat Toni Taavitsainen, Envitecpolis PKAMK:n biokaasulaskurin tuloksia

Lisätiedot

BIOKAASUN NYKYTILA,KEHITTÄMISTOIMENPITEET JA HYÖTYKÄYTÖN EDISTÄMINEN

BIOKAASUN NYKYTILA,KEHITTÄMISTOIMENPITEET JA HYÖTYKÄYTÖN EDISTÄMINEN BIOKAASUN NYKYTILA,KEHITTÄMISTOIMENPITEET JA HYÖTYKÄYTÖN EDISTÄMINEN BIOKAASUN TAUSTAA JA TAVOITTEITA 1) UUSIUTUVAN ENERGIAN EDISTÄMISOHJELMA 2003 2006 Biokaasun hyödyntäminen 2001 0,75 PJ = 208 GWh Tavoite:

Lisätiedot

Selvitys hevosen kuivikelannan hyötykäyttömahdollisuuksista teknillisestä, juridisesta sekä talliyrittäjien näkökulmasta

Selvitys hevosen kuivikelannan hyötykäyttömahdollisuuksista teknillisestä, juridisesta sekä talliyrittäjien näkökulmasta Selvitys hevosen kuivikelannan hyötykäyttömahdollisuuksista teknillisestä, juridisesta sekä talliyrittäjien näkökulmasta Anna Tenhunen http://adayinthelifeofcj.files.wordpress.com/2012/06/manure.jpg Työn

Lisätiedot

CROSS CLUSTER 2030 Metsä- ja energiateollisuuden Skenaariot Jaakko Jokinen, Pöyry Management Consulting Oy 8.10.2014

CROSS CLUSTER 2030 Metsä- ja energiateollisuuden Skenaariot Jaakko Jokinen, Pöyry Management Consulting Oy 8.10.2014 CROSS CLUSTER 23 Metsä- ja energiateollisuuden Skenaariot Jaakko Jokinen, Pöyry Management Consulting Oy 8.1.214 MIHIN UUSIA BIOTUOTTEITA TARVITAAN? ÖLJYTUOTTEIDEN NETTOTUONTI Öljyn hinnan nopea nousu

Lisätiedot

Haasteet orgaanisen jätteen kaatopaikkakiellon toteuttamisessa

Haasteet orgaanisen jätteen kaatopaikkakiellon toteuttamisessa Haasteet orgaanisen jätteen kaatopaikkakiellon toteuttamisessa Valtakunnalliset jätehuoltopäivät, Tampere, 7.10.2015 Ossi Tukiainen, Pohjois-Savon ELY-keskus 7.10.2015 1 Tavanomaisen jätteen kaatopaikka

Lisätiedot

Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä. Loppuraportti 60K30031.02-Q210-001D 27.9.2010

Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä. Loppuraportti 60K30031.02-Q210-001D 27.9.2010 Öljyalan Palvelukeskus Oy Laskelma lämmityksen päästöistä Loppuraportti 60K30031.02-Q210-001D 27.9.2010 Tausta Tämän selvityksen laskelmilla oli tavoitteena arvioida viimeisimpiä energian kulutustietoja

Lisätiedot

Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I

Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I Kemialliset reaktiot ja reaktorit Prosessi- ja ympäristötekniikan perusta I Juha Ahola juha.ahola@oulu.fi Kemiallinen prosessitekniikka Sellaisten kokonaisprosessien suunnittelu, joissa kemiallinen reaktio

Lisätiedot

Joutsan seudun biokaasulaitos

Joutsan seudun biokaasulaitos Joutsan seudun biokaasulaitos Joutsan biokaasulaitos Alueellinen biokaasulaitos, paikalliset maataloustoimijat sekä ympäristöyrittäjät Alueen jätteenkäsittely uusittava lyhyellä aikajänteellä (Evira) Vaihtoehdot:

Lisätiedot

Luontaisesti syntynyt ekoteollisuuspuisto Case Varkaus

Luontaisesti syntynyt ekoteollisuuspuisto Case Varkaus Luontaisesti syntynyt ekoteollisuuspuisto Case Varkaus 15.3.2006 Eeva Punta Linnunmaa Oy Luontaisesti syntynyt ekoteollisuuspuisto = tyypillisesti syntynyt suomalainen metsäteollisuusintegraatti liitännäisineen

Lisätiedot

Suomen metsät ja metsäsektori vähähiilisessä tulevaisuudessa

Suomen metsät ja metsäsektori vähähiilisessä tulevaisuudessa Suomen metsät ja metsäsektori vähähiilisessä tulevaisuudessa Tuloksia hankkeesta Low Carbon Finland 25 -platform Maarit Kallio ja Olli Salminen Metsäntutkimuslaitos Metsät ja metsäsektori vaikuttavat Suomen

Lisätiedot

Biokaasun tuotanto tuo työpaikkoja Suomeen

Biokaasun tuotanto tuo työpaikkoja Suomeen BIOKAASUA METSÄSTÄ Biokaasun tuotanto tuo työpaikkoja Suomeen KOTIMAINEN Puupohjainen biokaasu on kotimaista energiaa. Raaka-aineen hankinta, kaasun tuotanto ja käyttö tapahtuvat kaikki maamme rajojen

Lisätiedot

PUHDISTUSTULOKSIA RAITA PA2 PUHDISTAMOSTA LOKA-PUTS HANKKEEN SEURANNASSA 2008-2011

PUHDISTUSTULOKSIA RAITA PA2 PUHDISTAMOSTA LOKA-PUTS HANKKEEN SEURANNASSA 2008-2011 PUHDISTUSTULOKSIA RAITA PA2 PUHDISTAMOSTA LOKA-PUTS HANKKEEN SEURANNASSA 2008-2011 Raita PA 2.0-panospuhdistamo Seurannassa oli yksi Raita PA 2.0-panospuhdistamo, josta otettiin kahdeksan lähtevän jäteveden

Lisätiedot

Kierrätysravinteita erilaisiin käyttötarkoituksiin. Teija Paavola, Biovakka Suomi Oy Biokaasuyhdistyksen seminaari 11.10.2012 Messukeskus, Helsinki

Kierrätysravinteita erilaisiin käyttötarkoituksiin. Teija Paavola, Biovakka Suomi Oy Biokaasuyhdistyksen seminaari 11.10.2012 Messukeskus, Helsinki Kierrätysravinteita erilaisiin käyttötarkoituksiin Teija Paavola, Biovakka Suomi Oy Biokaasuyhdistyksen seminaari 11.10.2012 Messukeskus, Helsinki Biovakan toiminta-ajatuksena on tuottaa biokaasua ja kierrätysravinteita

Lisätiedot

Hygienisoinnin määritelmä

Hygienisoinnin määritelmä Alueellinen vesihuoltopäivä, Kouvola 19.3.2015 Jätevesien hygienisointi Saijariina Toivikko 12.3.2015 1 Saijariina Toivikko Hygienisoinnin määritelmä Hygienisointi = Jäteveden ja lietteen patogeenien määrän

Lisätiedot

DYNASAND ratkaisee suodatusongelmat

DYNASAND ratkaisee suodatusongelmat DYNASAND JATKUVATOIMINEN HIEKKASUODATIN DYNASAND ratkaisee suodatusongelmat HYXO OY Ammattimainen Vastuullinen Avoin DYNASAND-SUODATTIMEN TOIMINTA Ennen veden syöttämistä suodatinlaitokselle tulee vedestä

Lisätiedot

Biokaasua Espoon Suomenojalta

Biokaasua Espoon Suomenojalta Biokaasua Espoon Suomenojalta Suomen Kaasuyhdistyksen syyskokous 8.11.2012 Tommi Fred, vs. toimialajohtaja 8.11.2012 1 HSY ympäristötekoja toimivan arjen puolesta Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä

Lisätiedot

Kierrätysravinnetuotteita jätevesilietteen lämpökemiallisella käsittelyllä?

Kierrätysravinnetuotteita jätevesilietteen lämpökemiallisella käsittelyllä? Kierrätysravinnetuotteita jätevesilietteen lämpökemiallisella käsittelyllä? Kimmo Rasa, vanhempi tutkija, MMT Maa- ja Elintarviketalouden Tutkimuskeskus Vesihuolto 14, Finlandia-talo 3.6.14 21.5.14 1 Esityksen

Lisätiedot

Kooste biokaasulaitosten kannattavuusselvityksistä Keski-Suomessa

Kooste biokaasulaitosten kannattavuusselvityksistä Keski-Suomessa Kooste biokaasulaitosten kannattavuusselvityksistä Keski-Suomessa Selvitykset tehty Biokaasusta energiaa Keski-Suomeen -hankkeessa vuosina 2008-2009 Eeli Mykkänen Joulukuu 2009 Tässä koosteessa on kuvattu

Lisätiedot

Lupahakemuksen täydennys

Lupahakemuksen täydennys Lupahakemuksen täydennys 26.4.2012 Talvivaara Sotkamo Oy Talvivaarantie 66 88120 Tuhkakylä Finland 2012-04-26 2 / 6 Lupahakemuksen täydennys Täydennyskehotuksessa (11.4.2012) täsmennettäväksi pyydetyt

Lisätiedot