Pellettien ja puunkuivauksessa syntyneiden kondenssivesien biohajoavuustutkimus



Samankaltaiset tiedostot
HYÖDYNTÄMISPOTENTIAALI

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

Suomen vesistöjen tummuminen. Antti Räike Suomen ympäristökeskus Merikeskus

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

Lentotuhkan hyödyntämisen mahdollisuudet metsäteollisuuden jätevesien käsittelyssä

HIGHBIO - INTERREG POHJOINEN

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

Uutta liiketoimintaa jätteestä tuhkien modifiointi ja geopolymerisointi

KALIUMPERMANGANAATIN KULUTUS

Side- ja lisäaineet pellettituotannossa

Optiset vedenlaadun kenttämittaukset

energiatehottomista komponenteista tai turhasta käyntiajasta

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY LUONNONVARAKESKUS VANTAA, ROVANIEMI

Suomen vesistöjen tummuminen. Antti Räike Suomen ympäristökeskus Merikeskus

Suorakylvön hyödyt kymmenen keskeisintä syytä suorakylvöön

KE Johdatus prosesseihin, 2 op. Aloitusluento, kurssin esittely

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

Ei ole olemassa jätteitä, on vain helposti ja hieman hankalammin uudelleen käytettäviä materiaaleja

DEPARTMENT OF CHEMISTRY PELLETTITUHKA - POTENTIAALINEN HYÖDYNNETTÄVÄ JÄTE

Elintarviketeollisuusliitto ry Yhteenveto ympäristökyselystä (7)

AKKREDITOITU TESTAUSLABORATORIO ACCREDITED TESTING LABORATORY

2. Prosessikaavioiden yksityiskohtainen tarkastelu

Kuivausprosessin optimointi pellettituotannossa

Komposti ja komposti!

Miten kasvit saavat vetensä?

Puupelletit. Biopolttoainepelletin määritelmä (CEN/TS 14588, termi 4.18)

Ilmiö 7-9 Kemia OPS 2016

TUTKIMUSTODISTUS. Jyväskylän Ympäristölaboratorio. Sivu: 1(1) Päivä: Tilaaja:

ISO-KAIRIN VEDEN LAATU Kesän 2015 tutkimus ja vertailu vuosiin 1978, 1980 ja 1992

Pellettien pienpolton haasteet TUOTEPÄÄLLIKKÖ HEIKKI ORAVAINEN VTT EXPERT SERVICES OY

Pelletöinti ja pelletin uudet raaka-aineet Valtimo

Puu luovuttaa (desorptio) ilmaan kosteutta ja sitoo (adsorptio) ilmasta kosteutta.

Energiapuun puristuskuivaus

Puuhiilen tuotanto Suomessa mahdollisuudet ja haasteet

Solun toiminta. II Solun toiminta. BI2 II Solun toiminta 8. Solut tarvitsevat energiaa

EKOPELLETTI T&K. Projektiraportti Matti Kuokkanen *, Henna Jokinen, Ritva Imppola, Heikki Takalo-Kippola 2012

Voiko teknologia hillitä ilmastonmuutosta? Climbus-päättöseminaari Jorma Eloranta Toimitusjohtaja, Metso-konserni

Ilma betonissa Betonitutkimusseminaari 2017 TkT Anna Kronlöf, FM Jarkko Klami VTT Expert Services Oy

MÄDÄTYSJÄÄNNÖKSEN LABORATORIOTASON VALUMAVESIKOKEET

Miten kasvit saavat vetensä?

Aalto-yliopisto Kemian tekniikan korkeakoulu Kemian tekniikan lukujärjestys SYKSY 2012

Puun termiset aineominaisuudet pyrolyysissa

HAAPAVEDEN KAUPUNGIN YMPÄRISTÖLABORATORION TUTKIMUSMAKSUT ALKAEN

Biodiesel Tuotantomenetelmien kemiaa

Törmäysteoria. Törmäysteorian mukaan kemiallinen reaktio tapahtuu, jos reagoivat hiukkaset törmäävät toisiinsa

:TEKES-hanke /04 Leijukerroksen kuplien ilmiöiden ja olosuhteiden kokeellinen ja laskennallinen tutkiminen

Mitattua tietoa jatkuvatoimisesta vedenlaadun tarkkailusta

Vähärauma, Teknologiakeskus Pripoli, A-siipi, 3. kerros. Suorat puhelinnumerot: Toimisto

Kunnostusojituksen aiheuttama humuskuormitus Marjo Palviainen

Laatukauran tuotanto ja siitä syntyvän kasvimassan hyötykäyttö termomekaanisen prosessin avulla (Laatukaura)

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2014

Harri Heiskanen

Kohti puhdasta kotimaista energiaa

: Cell Marque, Herpes Simplex Virus II

Puurakennusten hiilijalanjälki. Matti Kuittinen Lauri Linkosalmi

Mittausten rooli vesienkäsittelyprosesseissa. Kaj Jansson Kemira Oyj, Oulun Tutkimuskeskus

Rinnakkaissaostuksesta biologiseen fosforinpoistoon

Energiapuukorjuukohteiden tarkastustulokset ja Hyvän metsänhoidon suositusten näkökulma. Mikko Korhonen Pohjois-Karjalan metsäkeskus

VALKJÄRVEN VEDEN LAATU Kesän 2015 tutkimus ja vertailu kesiin

Biopolttoaineet, niiden ominaisuudet ja käyttäytyminen maaperässä

CBRNE-aineiden havaitseminen neutroniherätteen avulla

Polttopuun tehokas ja ympäristöystävällinen käyttö lämmityksessä. Pääasiallinen lähde: VTT, Alakangas

Reaktiosarjat

Puunpolton päästöt - pienpoltto tulisijoissa vai pellettien poltto voimalaitoksessa

Käyttöopas (ver Injektor Solutions 2006)

METSÄMAAN HIILEN VIRRAT VEDEN MUKANA

Solun toiminta. II Solun toiminta. BI2 II Solun toiminta 6. Kasvien vesi- ja ravinnetalous

UUSI AKUSTINEN VAAHTORAINATTU LUONNONKUITUMATERIAALI

Metsätalouden ja turvetuotannon vedenlaadun seuranta TASO-hankkeessa

Tekijä lehtori Zofia Bazia-Hietikko

Orgaanisten materiaalivirtojen pyrolyysistä

Reaktioyhtälö. Sähköisen oppimisen edelläkävijä Empiirinen kaava, molekyylikaava, rakennekaava, viivakaava

Metsätalouden kosteikot -seurantatietoja Kyyjärven ja Kaihlalammen kosteikoista

Yhdyskuntalietteen käyttö

KUIVAKOLUN KAATOPAIKKA

Maaperän biologinen monimuotoisuus Tuhannet tuntemattomat jalkojemme alla

Ympäristöteema 2010: Maatilojen biokaasun mahdollisuudet hyödyt ympäristölle ja taloudelle

Kokemuksia muiden kuin puupellettien poltosta

Í%R]'ÂÂÂVqEÎ. Päivämäärä Sivu 1 / 2

Metsäbiomassan korkean jalostusarvon kemikaalien hävikki toimitusketjussa

HEVOSENLANNAN PIENPOLTTOHANKKEEN TULOKSIA. Erikoistutkija Tuula Pellikka

KEMIJÄRVEN SELLUTEHTAAN BIOJALOSTAMOVAIHTOEHDOT

Way of Life- sertifikaatti kriteerit

KEIM Soldalit -ME. Puhtaampi ilma ja kauniimmat julkisivut. inox. ffect. minimiert NOx

Solun perusrakenne I Solun perusrakenne. BI2 I Solun perusrakenne 3. Solujen kemiallinen rakenne

Puhtaat aineet ja seokset

Solun toiminta. II Solun toiminta. BI2 II Solun toiminta 7. Fotosynteesi tuottaa ravintoa eliökunnalle

vetyteknologia Polttokennon tyhjäkäyntijännite 1 DEE Risto Mikkonen

Uudet menetelmät eli Ravita ja lietteen pyrolyysi

Puristetaan puusta vielä parempaa

PYROLYYSItuotteista synteettisten kemikaalien korvaajia, hiiltä sekä energiaa

Kuusakoski Oy:n rengasrouheen kaatopaikkakelpoisuus.

KLAPI-ILTA PUUVILLASSA

KOTITEKOINEN PALOSAMMUTIN (OSA 1)

Kaikki ympärillämme oleva aine koostuu alkuaineista.

Peltobiomassojen viljelyn vaikutus ravinne- ja kasvihuonekaasupäästöihin

Ympäristöanalytiikan uudet sovellukset vesistöjen vierasaineiden määrityksessä

Syöttöveden kaasunpoisto ja lauhteenpuhdistus

Laatukauran tuotanto ja siitä syntyvän kasvimassan hyötykäyttö termomekaanisen prosessin avulla (Laatukaura)

Eri maankäyttömuotojen vaikutuksesta liukoisen orgaanisen aineksen määrään ja laatuun tapaustutkimus

Transkriptio:

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

Biohajoavuus Biohajoavuudella yleensä tarkoitetaan sitä, että bakteerit käyttävät orgaanista ainesta ravinnokseen ja tässä aerobisessa systeemissä tarvitsevat happea ja tuottavat tässä reaktiossa sekä hiilidioksidia, vettä, uutta biomassaa ja lisäksi typpeä sisältävistä yhdisteistä ammoniakkia. Laskuissa pyritään huomioimaan kaikki happea kuluttavat elementit

Biohajoavuus - BOD OxiTop systeemissä mitataan paineen muutoksia. - Ero saadaan kun kulutettu happi muuttuu bakteerien toimesta hiilidioksidiksi ja vedeksi, jotka imeytetään NaOH -pelletteihin - Paineen muutoksesta liuosmittauksessa laite laskee BOD-lukeman suoraan ja kiinteän mittauksissa saadaan paineen alenema, joka sitten muutetaan edelleen BOD n -lukemaksi. (n=päivää)

Biohajoavuus Käytössä OxiTop-laitteisto, jolla mitataan Paineen muutosta. KIINTEÄT

Biohajoavuuslasku Kiinteiden aineiden biohajoavuus lasketaan yhtälöllä, josta saadaan massahävikki: m = Δp x V fr x M O2 /(R x T) Kun tämä jaetaan näytteen massalla, saadaan BOD-lukema: BOD (g/g) = Δm / m sample Toisaalta teoreettinen kulutus voidaan laskea yhtälöllä: ThOD (g/g) = [m C (M O2 / M C )]/m sample

Biohajoavuusaste - Jätevesille ei lasketa biohajoavuusastetta, vaan annetaan pelkkä BOD n -lukema. (yleensä n=7 tai 28) - Muille näytteille lasketaan mahdollisuuksien mukaan biohajoavuusaste: Mitattu arvo Teoreettinen arvo 100% = Biohajoavuusaste

BOD/ThOD [%] Eri pelletit biohajoavuus Pellettien biohajoavuuskäyrät 28 päivää 0,3 0,25 0,2 Potato peel residue 0,15 0,1 0,05 0 0 5 10 15 20 25 Time [d] Lignosulphonate No binding materials used M. Kuokkanen et al. (2009) Chemical Methods in the Development of Eco-efficient Woodbased Pellet Production and Technology, Waste Management & Research.

Eri sideaineiden biohajoavuus Eri sideaineiden biohajoavuus 28 päivän aikana Notkahdus käyrällä tarkoittaa sitä, että paine nousee ja silloin syntyy muuta kaasua kuin hiilidioksidia. M. Kuokkanen et al. (2011) Additives in Wood Pellet Production A Pilot-scale Study of Binding Agent Usage, BioResources.

Eri pelletit biohajoavuus Sideaineeton pelletti ja lignosulfonaattilisäys M. Kuokkanen et al. (2011) Additives in Wood Pellet Production A Pilot-scale Study of Binding Agent Usage, BioResources.

Sideainepellettien biohajoavuus Lisätty sideaineeksi kuitulietteen sisältämää nollakuitua Sideainetta oli käytetty 10 % ja 20 % - Mittausaika 60 päivää, joka on tyypillinen varastointiaika Kuusi/nollakuitu 20%: biohajoavuusaste BOD/ThOD = 0,049% Kuusi/nollakuitu 10%: biohajoavuusaste BOD/ThOD = 0,042% HUOM! Entsymaattisesti modifioitu nollakuitu potentiaalinen pellettien sideaine HUOM! Kuitulietteestä maksettava jäteveroa 50 /t

Sideainepellettien biohajoavuus Tulokset osoittavat, että entsymaattisesti modifioitua nollakuitua sideaineena käytettäessä esimerkiksi EkoPelletin biohajoavuustuloksiin biohajoavuudet ovat kymmenen kertaa pienemmät kuin EkoPelletin näytteillä. Niissä tosin mitattiin raaka-aineiden biohajoavuutta, mutta silti tulokset puoltavat oletusta, että kuitusideaine hidastaa biohajoamista.

Perunatärkkelyksen biohajoavuus Esimerkiksi perunamäski biohajoaa nopeasti sellaisenaan Käytännössä perunan kuori raakana alkaa mätänemään jo toisena päivänä (keittiöhavainto) ks. dia 8 Pellettien lisäaineena se ehkäisee biohajoamista tukkimalla kaikki huokoset vaikeuttaen hapen pääsyä huokosiin Sideaine voi estää biohajoavuutta ja näin parantaa koossapysyvyyttä ja säilyvyyttä

Puun sisältämä vesi Terve ja elävä puu voi sisältää jopa 60 % vettä Välittömästi kaadon jälkeen vesipitoisuus alkaa selkeästi laskea Puussa on kahdenlaista vettä soluseinämässä ja ontelossa Ontelosta vapaa vesi haihtuu helpommin kuin seinämästä Vesi on solun seinämässä sitoutuneena selluloosamolekyyleihin

Puun kuivaus esimerkkitapaus Kuuman ilman avulla tapahtuva kuivaus Kuivaus lämpötiloina käytettiin 80 C, 115 C ja 130 C Kondenssiveden koostumus oli samanlainen kaikissa lämpötiloissa

CCM Power kuivaussysteemi koelaitos Kellossa

Kondenssivedet Näytteet olivat puun kuivauksen kondenssivesiä #1 koivu 80 C #2 koivu 80 C #3 mänty 20 %, haapa 80 % 115 C #4 mänty 20 %, Haapa 80 % 130 C Tarkoituksena on laajentaa tutkimusta myös mäntyyn ja kuuseen

Veden orgaaninen materiaali Veden orgaanisen materiaalin pitoisuutta voidaan kuvata muutamalla eri suureella COD Cr = kemiallinen hapenkulutus (hapetus dikromaatilla) COD Mn = kemiallinen hapenkulutus (hapetus kaliumpermanganaatilla) Permanganaattiluku * 0.253 = COD Mn TOC = kokonaisorgaaninen hiili DOC = liukoinen orgaaninen hiili

Liuosmittauksiin käytetään hieman erilaista systeemiä kuin kiinteille. Molemmat toimivat kontrollerin avulla, jolla luetaan tulokset ja käynnistetään mittaukset. Biohajoavuus

Lopputulokset Tulokset osoittavat, että Vedet eivät sisällä toksisia metalleja haitallisessa määrin Vesinäytteiden orgaaninen aines biohajosi spontaanisti TOC ja COD lukemat tukevat BODmäärityksestä saatua tietoa Tutkitut kondenssivedet voidaan laskea sellaisenaan viemäriin!!