Lannan ravinteiden hyödyntäminen

Transkriptio

1 Lannan ravinteiden hyödyntäminen MTT Kotieläintuotannontutkimus Hydro-Pohjanmaa -hankkeen Lantaseminaari Ilmajoki

2 Esityksen sisältö Ravinteiden säästö lannassa Lannan prosessointi ja sen tavoitteet Erilaiset tekniikat Kustannuksia

3 Lannan ravinteiden säästyminen Lantakuilut ja lannan siirto Muotoilu Siirron nopeus Lämpötila Lannan varastointi Kattaminen Lannan prosessointi Lannan peltolevitys

4

5 Lietesäiliön kattaminen Katevaihtoehto Ammoniakkipäästön vähenemä Investointi, SEK (euroa) Kustannukset euroa/ säästetty typpikilo Nauta Sika Betonikansi (23 044) Muovikate (19 752) Siirrettävä muovikate (6 584) Lecarakeet (10 cm) (2 139) Rapsiöljy (0,5 cm) (724) 6,56 3,36 7,41 3,79 2,67 1,39 ei sovellu 1,60 ei sovellu 4,37 Luontainen kuorettuma 65-0,96 0,48

6 Lannan prosessoinnilla pyritään Lannan tehokkaampaan hyödyntämiseen Vähentämään lantaan liittyviä haittoja Muokkaamaan lannan epäedullisia ravinnesuhteita Pienentämään käsiteltävän/kuljetettavan massan määrää Tuottamaan energiaa Luomaan kaupallinen tuote

7 Lannan prosessoinnin talouteen vaikuttavat käytettävän teknologian investointi- ja käyttökustannukset tuotteista saadut tulot/hyödyt yhteiskunnan ohjaavien toimien vaikutukset

8 Tekniikka /prosessi Kompostointi mikrobit hajottavat orgaanista ainesta hapellisissa olosuhteissa tekniikat: tunneli- ja rumpukompostorit, aumakompostointi, tuubikompostointi Poltto Mädätys Kuivalannan käsittelymenetelmiä tällä hetkellä mahdollista vain säännökset täyttävässä jätteenpolttolaitoksessa lannan hajoaminen hapettomissa olosuhteissa tekniikat: kuivamädätysreaktori Vaikutukset vapauttaa orgaaniseen ainekseen sitoutuneita ravinteita lannan lannoitusvaikutus paranee, kun typen sitoutuminen orgaaniseen ainekseen maassa vähenee haitallisten mikrobien, rikkakasvien siementen, erilaisten haitta-aineiden määrä vähenee energianlähde hävitystapa ongelmallisille lantalajeille (hitaasti kompostoituvat purupohjaiset lannat) syntyvää biokaasua käytetään energianlähteenä sähkön ja lämmöntuotannossa tai liikennepolttoaineena orgaanista ainetta hajoaa, kuivaainepitoisuus pienenee ammoniumtypen osuus hieman kasvaa, haihtumisriski haitallisten mikrobien, rikkakasvien siementen, erilaisten haitta-aineiden määrä vähenee

9

10 Rumpukompostori Lähde: Someron terästyö

11 Tuubikompostointi Kuivikemäärä, kuiva-ainevaatimus korkea Yhteiskompostointi hevosen lannan kanssa Lantaa ei kannata kuljettaa tuubitettavaksi yli kymmenen kilometrin matkaa. Tuubikompostointi sopii koneurakointiyrityksille tai yhteishankinnaksi

12 Aumakompostointi, aumakäännin

13 Lannan poltto, Hakkeen ja hevosenlantakuivikeseosten lämpöarvot Lähde: Lannan käsittely ja käyttö, Kari Vuorio

14 Lietelannan käsittelymenetelmiä 1/6 Separointi Tekniikka /prosessi Mekaaninen nestemäisen ja kiinteän aineen erottaminen Tekniikat: ruuvikuivain, seulat, nauhakuivaimet, kuivauslingot Vaikutukset suurin osa typestä nestemäisessä osassa ja fosforista kiinteässä osassa nesteosan käyttöominaisuudet paranevat verrattuna lietteeseen nesteosa voidaan käyttää lähempänä tai sadettaa fosforipitoinen kuivaosa voidaan kuljettaa kauemmas

15 Separoinnin järjestely, suoraan kuilusta Kuva:

16 Separoinnin järjestely, säiliöstä Kuva:

17 Kuva: Sakari Alasuutari

18 Esimerkki separoitujen jakeiden koostumuksesta Separoitu lietelannan osa Kuivaainepitoisuus, % Osuus lietelannan massasta, % Osuus lietelannan alkuperäisestä ravinnepitoisuudesta, % Typpeä Fosforia Kaliumia Kiinteä <5 Nestemäinen >95

19 Lietelannan käsittelymenetelmiä 2/6 Fraktiointi Tekniikka /prosessi Vaikutukset Lietteen nestemäinen ja suurin osa typestä nestemäisessä kiinteä osa saostetaan osassa ja fosforista kiinteässä lisäämällä saostavia kemikaaleja osassa Kiinteä osa saostuu pohjalle, nestemäinen osa kerrostuu pinnalle kalsium- ja magnesiumyhdisteitä käytettäessä fosfori säilyy käyttökelpoisena nesteosa voidaan käyttää lähempänä tai sadettaa fosforipitoinen kuivaosa voidaan kuljettaa kauemmas

20 Lietteen fraktiointi, saostavalla kemikaalilla Kuva: Sakari Alasuutari Sekoitus lietesäiliössä Saostuskemikaalia 5-8 kg/lietetonni Neste- ja kiintojakeiden suhde noin 1:1, jopa 2:1 Nesteen kiintoainepitoisuus 1,5-2 % Sakan kiintoainepitoisuus %

21 Lietelannan käsittelymenetelmiä 3/6 Hajunpoisto ja fraktiointi tai Mikrobiologinen hajunpoisto tai biologinen prosessointi Tekniikka /prosessi biologis-kemiallinen lannankäsittely lietteeseen lisätään bakteeriymppiä, joka aerobisessa prosessissa saa aikaan saostumista ravinteita erotettaan jatkokäsittelyissä saostuskemikaaleilla ja muilla erityismenetelmillä Vaikutukset hajuttomuus suurin osa typestä nestemäisessä osassa ja fosforista kiinteässä osassa typen ja fosforin erottumisen aste nestemäisestä osasta jatkokäsittelyistä riippuen

22 Mekaanis-biologinen lietteen käsittely Separoitu liete, johon on lisätty mikrobiymppi, ilmastetaan prosessisäiliöissä (siniset säiliöt), joissa myös pääosa kiintoaineesta erotetaan. Ilmastuksen lopputuotteena syntyvä neste johdetaan typenerotukseen (korkeat putket).

23 Kuvat:

24 Mekaanis-biologinen lietteen käsittely Ka, % N, g/kg P, g/kg K, g/kg Osuus, % Raakaliete 4,4 3,7 1,1 1,4 100 Kuivafraktio 31 8,6 7,9 1,2 15 Nestefraktio 0,61 1,8 0,1 1,0 85 Kokoonpanosta ja koosta riippuen investointikustannukset ovat Laitteisto tarvitsee energiaa noin 4,33 kwh/käsitelty lietetonni. Käsittelykustannus noin 1,8 /raakalietetonni. Käsittelyprosessista voidaan myös ottaa lämpöä ulos. Järjestelmä vähentää lannan varastointi-, kuljetus- ja levityskustannuksia.

25 Lietelannan käsittelymenetelmiä 4/6 Mädätys Tekniikka /prosessi lannan hajoaminen hapettomissa olosuhteissa biokaasureaktorit Vaikutukset syntyvää biokaasua käytetään energianlähteenä sähkön ja lämmöntuotannossa tai liikennepolttoaineena haitallisten mikrobien, rikkakasvien siementen, erilaisten haittaaineiden määrä vähenee käyttöominaisuudet paranevat (juoksevuus, imeytyvyys)

26 Lanta biokaasun raaka-aineena Lähde: S. Luostarinen, 2014

27 Lietelannan käsittelymenetelmiä 5/6 Ilmastus eli nestekompostointi Tekniikka /prosessi Lietteeseen sekoitetaan ilmaa tekniikka: esim. potkuri-, roottori- tai ejektori-ilmastin orgaaninen aines hajoaa kannellisessa lietesäiliössä voidaan ottaa talteen haihtuvaa ammoniakkia Vaikutukset hajun vähentyminen käyttöominaisuudet paranevat (juoksevuus, imeytyvyys) haitallisten mikrobien, rikkakasvien siementen, erilaisten haittaaineiden määrä vähenee rikkakasvien siemeniä tuhoutuu ammoniumtypen osuus hieman kasvaa, haihtumisriski

28

29 Lietelannan käsittelymenetelmiä 6/6 Kompostointi sekoittamalla lietteeseen kuiviketta, esim turvetta; tekniikat kuten kuivalannalla kuten kuivalannan kompostointi Lietu-menetelmä liete sekoitetaan turpeeseen ruuvisekoittimella saadaan liete haluttaessa kiinteään muotoon Kalkkistabilointi lietteen ph:ta nostetaan >10 lietteen hygienisointi lietteeseen sekoitetaan poltettua tai sammutettua kalkkia Lietelannan separointi ja elektroflotaatio Tekniikka/prosessi sähkömagneettinen lannankäsittely kiintoaineen ja veden erotus Vaikutukset saadaan orgaanista lannoitetta

30 Käsittely Energian tarve, kwh Investointi, 1000 Käyttökustannukset, Huomautukset Ruuvikuivain 0, ,12 Alhaiset NH3 - emissiot Kuivauslinko 2, ,48 0,60 Tehokas, korkeat huoltokustannukset Kompostointi ,9 9,9 N-tappiot 30-50% Biokaasutus Ylijäämä 40 Tuottaa energiaa, Kaikki emissiot pienenevät

31 Kuva: Teemu Ala-Kleme