Ravinteiden talteenotto mädättämöiden rejektivedestä Markkinapotentiaali Suomessa

Transkriptio

1 Ravinteiden talteenotto mädättämöiden rejektivedestä Markkinapotentiaali Suomessa Vesihuoltopäivät 2017 Ingrid Nobre, Surendra Pradhan ja Anna Mikola Haaste fosforin ja typen talteenottoon Fosforivarannot ovat hupenemassa. Nykyinen typenpoisto jätevesistä ja lannoitetuotanto tuhlaavat energiaa. kwh Haber-Bosch Typpilannoite Ruoka Tulevaisuus? Fosforin hinta Typenpoisto Typpi ilmakehään Jätevesi 1

2 Typpi mädättämön rejektissä Biokaasutuotannon lisääminen on johtanut mädättämöiden lisääntymiseen. Mädätetyn lietteen kuivauksen yhteydessä syntyy ravinnerikasta rejektivettä. Jätevedenpuhdistamoiden mädättämöillä rejektin ravinnekuormitus on % tulevasta typpikuormasta. 3 NPHARVEST uusi tekniikka kehitteillä - Ammoniumtyppi otetaan talteen sellaisenaan, jolloin vältetään sekä typenpoiston että lannoitetuotannon energiankulutus. - Prosessin kehityksessä painotetaan lopputuotteiden laatua ja soveltuvuutta lannoitteiden tuotantoprosesseihin sekä energia- ja resurssitehokkuutta. 4 2

3 Työn tavoitteet Työn tavoitteena oli selvittää: 1. Mitä mädättämöt tekevät rejektivesilleen Suomessa? 2. Mitä kannusteita ravinteiden talteenottoon on ja miten suuri talteenottopotentiaali löytyy mädättämöiltä? 3. Minkälaisia mahdollisia liiketoimintamalleja voisi syntyä ravinteiden talteenottoon? Menetelmät Kirjallisuusselvitys: biokaasutuotanto Euroopassa rejektivesien tyypillinen laatu olemassa olevat rejektivesien käsittelymenetelmät Kysely ja haastattelut: Rejektivedet Suomessa Asiantuntijahaastattelut: Liiketoimintamallit ravinteiden talteenottoon 3

4 Selvityksen mädättämöt Suomessa Jätevedenpuhdistamo Maatilamädättämö Biokaasulaitos Kartta Google My Maps, Ingrid Nobre, Marraskuu 2016 Kysely rejektivesistä 37 kyselyä: Jätevedenpuhdistamot 12 kpl Biolaasulaitokset 19 kpl Maatilamädättämöt 6 kp Vastausprosentit: Jätevedenpuhdistamot: 83 % Biokaasulaitokset: 63% Maatilamädättämöt: 50% 4

5 Rejektivesien laatu Orgaanisen aineen pitoisuus tyypillisesti korkeampi biokaasulaitoksilla verrattuna puhdistamoiden mädättämöihin. Typpeä paljon suhteessa fosforiin, koska fosfori jää suuremmalta osin lietteeseen. Biokaasulaitosten rejektien typpipitoisuudet huomattavasti korkeampia kuin jätevedenpuhdistamoiden mädättämöiden rejektien. Fosforipitoisuus jätevedenpuhdistamoiden rejekteissä kohtalaisen alhainen eikä suurta vaihtelua. Biokaasulaitosten fosforipitoisuudessa erittäin suurta vaihtelua riippuen käsiteltävistä jätteistä. Rejektivesien muodostuminen kyselyyn vastanneilla laitoksilla > m3/a < m3/a ei rejektivettä ei tiedossa Jätevedenpuhdistamo Biokaasulaitos Maatilamädättämö 5

6 Rejektivesien käsittely jätevedenpuhdistamoiden mädättämöillä Lähes kaikilla jätevedenpuhdistamoilla rejektivedet kierrätetään prosessin alkuun ilman erityistä erilliskäsittelyä. Yhdellä puhdistamolla on käytössä erilliskäsittely denitrifikaationitrifikaatioprosessissa. Deammonifikaatio on pilotoinnissa yhdellä puhdistamolla. Talteenottomenetelmiä ei ole käytössä. ANITA Mox Viikinmäki. Kuva: Ingrid Nobre elokuu Rejektivesien käsittely biokaasulaitoksilla - Neljällä biokaasulaitoksella on erillinen käsittely rejektivesille - Muilla laitoksilla rejektivesi johdetaan jätevedenpuhdistamolle - Erilliskäsittelyprosessien kanssa on ollut teknisiä haasteita - Ravinteiden talteenoton tuottamaan lisäarvoon oltiin tyytyväisiä 6

7 Typenpoiston erilliskäsittelyprosessien puhdistusteho Denitrifikaatio-nitrifikaatio Haihdutus DEMON Nkok Pkok COD Esimerkkejä prosessin liiketoimintamalleista eri toimijoille Arvoketju prosessille jätevedenpuhdistamolla Prosessin operointi palveluna Talteenottoprosessiyritys Vesimaksut + myyty kompostituote Jätevedenpuhdistamo jossa mädätys Lisätuloja Typpilannoite Fosforilannoite Käyttökustannusten säästöt Myydään lannoitevalmistajalle Maanviljeljät Arvoketju prosessille sakokaivoyrittäjälle Kuljetus- ja tyhjennysmaksu Sakokaivoyrittäjä Alhaisempi taksa vesihuoltolaitokselle Talteenottoprosessiyritys Lisätuloja Typpilannoite Myydään lannoitevalmistajalle Maanviljelijät Fosforilannoite 7

8 Yhteenveto Mädättämöiden rejektit aiheuttavat hankalan lisäkuorman jätevedenpuhdistamoille. Erilliskäsittelymenetelmiä on vain vähän käytössä.talteenottomenetelmänä on käytössä haihdutus ja ammoniakin strippaus. Rejektien typpipitoisuudet ovat korkeita ja yksiköt jätevedenpuhdistamoille ja biokaasulaitoksilla kohtalaisen suuria. Typentalteenotto rejekteistä vähentäisi energiankulutusta sekä typenpoistossa että lannoitetuotannossa. 15 8