Typenja fosforintalteenotto

Transkriptio

1 Typenja fosforintalteenotto jätevesistä - rejekti Surendra Pradhan Riku Vahala Anna Mikola Juho Kaljunen

2 Sisällys Typen talteenoton tarpeellisuus NPHarvest-projekti lyhyesti Laboratoriotestien tuloksia Tuleva labrasuunnitelma Potentiaali ja käyttökohteet

3 Globaali typpihaaste Nykyinen typpikierto on energiasyöppö Haber-Bosch (arviolta 2 % mailman energian kulutuksesta) Denitrifikaatio-nitrifikaatio-puhdistusprosessi DN-N-prosessi kuluttaa noin puolet vedenpuhdistukseen käytetystä energiasta Lisäksi kemikaaleja kuten kalkkia ja metanolia kwh Haber- Bosch N fertilizer Our solution Food Meidän ratkaisumme on leikata tätä kiertoa Tällä tavalla vältetään kaksi energia-intensiivistä vaihetta kierrossa N removal N2 to the atmosphere Wastewater

4 Muita typen ongelmia Typellä on monenlaisia negatiivisia vaikutuksia ympäristöllemme Rehevöityminen on Suomessa näkyvin vaikutus Globaalisti ongelmia on enemmän Typpivirroille on määritelty globaali raja (planetary boundary) Rajan alapuolella ympäristölle ei tapahdu peruuttamattomia muutoksia

5 Lisäarvoa jätevirralle - rejekti Jäteveden puhdistusprosessissa syntyy lietettä, joka kuivataan. Kuivauksessa erottuu rejektivettä, jossa on korkeat ravinnepitoisuudet Yleensä rejekti ohjataan takaisin prosessiin, koska ei sitä muuallekaan voi laittaa. NPHarvestin prosessia testataan ensimmäiseksi rejektivedellä Viikinmäen jätevedenpuhdistamosta. Rejekti Typen talteenotto Typpi ilmakehässä N ilmaan JV-puhdistamo N ilmasta Haber Bosch P saostus Typpilannoitteen valmistus Prosessin vahvuus onkin se, että sillä voidaan nostaa jätevirran arvoa kustannuksesta oikeasti arvokkaaksi tuotteeksi. Lannoite Typen ja fosforin kierto uudella tekniikalla Lannoite Typen kierto nykyisin

6 Projekti yhdellä silmäyksellä

7 Prosessin kehityksen eteneminen päivitettynä tähän

8 Yhteistyökumppanit Organisaatio Rooli Yhteyshenkilö Tutkimusalusta ja tekninen tuki piloinnissa HSY Asiantuntija jätevedenpuhdistamon Mari Heinonen rejektivesissä Anna Kuokkanen Kytkeytyminen RAVITA-hankkeeseen Nordkalk Kalkkikemikaalien ja kalkin käytön asiantuntemus, tuotekehitys sekä lopputuotteen tuotteistaminen, myös jakeluketju ja levityspalvelu Anne-Mari Aurola Kjell Weppling Satu Antola LUKE lannoitetuotteen laadun testaaminen Perttu Virkajärvi Sulzer Laiteasiantuntemus, energiatehokkuuslaskenta suunnittelutuki pilotin toteutuksessa Petri Ukkonen LUVY DoDo Gasum Haja-asutuksen jätevesien asiantuntemus Erilliskerätyn virtsan pilot-kokeiden tutkimusalusta Tutkimusalusta ja tekninen tuki piloinnissa Asiantuntija rejektivesissä Kytkeytyminen KiertoTyppi-hankkeeseen Minttu Peuraniemi Kirmo Kivela Viljami Kinnunen

9 NPHarvest-prossessi Prosessi soveltaa ennestään tunnettuja teknologioita uudella, innovatiivisella tavalla Vesiliukoinen ammoniumi muutetaan ammoniakiksi nostamalla ph:ta Ammoniakki menee hydrofobisen kalvon läpi Kalvon toisella puolella kiertää happo, jonka kanssa ammoniakki reagoi, muodostaen esimerkiksi ammoniumsulfaattia Ammoniumsulfaatti kelpaa sellaisenaan lannoitekäyttöön Toinen nestevirta menee selkeytykseen, jossa fosfori otetaan talteen

10 Panoskokeiden tulokset

11 Jatkuvatoiminen prosessi Sekoitus Reaktori Ilmastus Laskeutus Tuleva vesi GPHM Lähtevä vesi Ca(OH) 2 CaCO 3 +P Ilmanpoisto Suodatus Happosäiliö Ilman syöttö

12 Potentiaaliset käyttökohteet Jäteveden puhdistamot Haaste jätevedenpuhdistamoilla on rejekti mädätysprosessista, joka on noin % typen ja % fosforin kuormituksesta puhdistamolle Biokaasulaitokset Biokaasun tuotannossa synty paljon typpipitoista rejektivettä Kompostointilaitokset Reaktorityyppisillä kompostointilaitoksilla on yleensä käsittely kaasumaisille päästöille, joista syntyy typpirikasta jätevettä Septiset tankit ja muut haja-asutusalueiden ratkaisut Prosessilla voitaisiin käsitellä jätevesiä paikallisesti, kun jätteiden kuljettaminen ei ole järkevää Erilliskerätty virtsa Tilakohtaiset mädättämöt ja niiden rejektit Joitakin kiinteistökohtaisia ratkaisuja, joista erottuu typpirikas jätevirta?

13 Kiitos mielenkiinnosta! Kysymyksiä? Lisätietoa: npharvest.aalto.fi