Lannan ja muiden eloperäisten materiaalien PROSESSOINTI

Samankaltaiset tiedostot
Lannan käsittelyteknologiat nykyajan maatilalla

Prosessoimalla lannasta ja muusta eloperäisestä materiaalista biokaasua ja ravinnetuotteita markkinoille. Sari Luostarinen

Sanna Marttinen. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT)

Yhteenveto MTT:n lantatutkimushankkeiden tuloksista

Lannan käsittelyteknologiat ja lopputuotteiden käyttökelpoisuus ravinteina

Ympäristöteema 2010: Maatilojen biokaasun mahdollisuudet hyödyt ympäristölle ja taloudelle

Mädätyksen lopputuotteet ja niiden käyttö Kehityspäällikkö Teija Paavola, Biovakka Suomi Oy Biolaitosyhdistyksen teemaseminaari 7.11.

RAVINNEVISIO. Tiina Mönkäre a, Viljami Kinnunen a, Elina Tampio b, Satu Ervasti b, Eeva Lehtonen b, Riitta Kettunen a, Saija Rasi b ja Jukka Rintala a

Siipikarjanlannasta biokaasua

Kunnalliset jätevedet resurssina

Kierrätyslannoitevalmisteiden kiemurat uusi opas kierrätysravinteiden tuottajille

Kotieläinkeskittymän ravinteiden uusjako kehitystä kestävästi

t / vuosi. Ravinnerikkaita biomassoja syntyy Suomessa paljon. Ravinnerikkaita biomassoja yhteensä t Kotieläinten lanta

Maatilatason biokaasuratkaisut esimerkkinä MTT:n biokaasulaitos Maaningalla

Biokaasuprosessin materiaalivirtojen. mahdollisuudet

ENKAT hanke: Biokaasutraktorin vaikutus biokaasulaitoksen energiataseeseen ja kasvihuonekaasupäästöihin

Lannan käsittelyn tekniikat ja kannattavuuden edellytyksiä

Biokaasulaitoksen käsittelyjäännös nurmen ja ohran lannoitteena

ENKAT hanke: Biokaasun tuotantoketjun energiatase ja kasvihuonekaasupäästöt. MMM Mari Seppälä Jyväskylän yliopisto Bio- ja ympäristötieteiden laitos

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

Lannan lannoituskäytön kehittäminen ja ravinteiden tehokas käyttö

Jätteestä energiaa ja kierrätysravinteita BioGTS Oy

Suositukset ja esimerkit lannan tehokäyttöön

Jäteveden ravinteet ja kiintoaine kiertoon viirasuodattimella. Asst.Prof. (tenure track) Marika Kokko

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

Maatilatason biokaasuratkaisut

Kiertoravinne. Alkutuotannon ja elintarviketeollisuuden massavirtojen tuotteistaminen ja uudelleen jako Seinäjoen seudulla

Biokaasun tuotanto ja liiketoimintamallit

Siipikarjanlannan käsittely - elinkaariset ympäristövaikutukset. Suvi Lehtoranta Suomen ympäristökeskus Teholannan loppuseminaari

Suositukset ja esimerkit lannan tehokäyttöön

MTT Sotkamo: päätoimialueet 2013

Biokaasulaskuri.fi. Markku Riihimäki Erika Winquist, Luonnonvarakeskus

Ravinnekiertoon perustuvat energiaratkaisut maatiloilla

Kiintoaineen ja ravinteiden poiston tehostaminen yhdyskuntajätevedestä mikrosiivilällä. Petri Nissinen, Pöyry Finland Oy

Kiertotalous alkaa meistä Bioenergian kestävyyden arviointi Kommenttipuheenvuoro

Biokaasu nyt ja tulevaisuudessa tuottajan näkökulma

Kerääjäkasveista biokaasua

Yleistä biokaasusta, Luke Maaningan biokaasulaitos

Maatilamittakaavan biokaasulaitoksen energiatase lypsylehmän lietelannan sekä lietelannan ja säilörehun yhteiskäsittelyssä

Biokaasun tuotanto on nyt. KANNATTAVAMPAA KUIN KOSKAAN Tero Kemppi, Svetlana Smagina

KOHTI HIILINEUTRAALIA MAITOA MAIDONTUOTANNON SIVUVIRTOJEN TEHOKAS HYÖDYNTÄMINEN

Biokaasulaitosten lannoitevalmisteet lannoitteena. Tapio Salo, MTT Baltic Compass Hyötylanta Biovirta

Biokaasulaitoksen ja jätevedenpuhdistamon sisäisen kierron hallinta ja ravinteiden talteenotto. Lounais-Suomen vesihuoltopäivä

Metsäteollisuuden sivutuotteita nonfood-tuotannon maanparannukseen

Lantalogistiikka-hanke: Naudan lietelannan kuivajae biokaasulaitoksen lisäsyötteenä

BIOKAASU JA PELTOBIOMASSAT MAATILAN ENERGIALÄHTEINÄ

Ajankohtaista mädätteiden käytöstä

KEHÄ. Tutkimusongelmia ja pilotteja. Harri Mattila,

Punkalaitumen Bioenergiayhtiö Oy RUUANTUOTANNON SIVUVIRROISTA KOTIMAISTA BIOMETAANIA TEOLLISUUTEEN JA LIIKENTEESEEN

Lietelannan separoinnin taloudellinen merkitys

Käytännön kokemuksia VamBion biokaasulaitokselta

BIOKAASU ENERGIALÄHTEENÄ MAATILALLA

Ravinteiden kierrätys ja humus Biolaitosyhdistyksen ajankohtaisseminaari Jokioinen

Multavuuden lisäysmahdollisuudet maanparannusaineilla, mitä on tutkittu ja mitä tulokset kertovat

Ravinnekiertoon perustuvat energiaratkaisut maatiloilla

Biomassan hyötykäytön lisääminen Suomessa. Mika Laine

Lannan ravinteiden hyödyntäminen

Jätteillä energiatehokkaaksi kunnaksi - luovia ratkaisuja ilmastonmuutoksen

Päätösmallin käyttö lietteenkäsittelymenetelmän valinnassa

Biokaasulaitoksen kierrätyslannoitteiden ympäristövaikutukset -mistä ne muodostuvat? Tanja Myllyviita Suomen ympäristökeskus

Lannasta kanna(avas* biokaasua? Mahdollisuudet

Biokaasun tuotannon kannattavuus - Onko biopolttoaineiden kestävä tuotanto ylipäänsä mahdollista?

Biotehtaan lannoitevalmisteet. Orgaanisia lannoitetuotteita laajasti Oulun seudun tilojen käyttöön

BIOKAASUN TUOTANTOPROSESSI JA -TEKNOLOGIAT

Joutsan seudun biokaasulaitos

Hevosen lannan ravinteet talteen ja kiertoon ympäristön hyvinvoinnin vuoksi HorseManure

Orgaanisten lannoitevalmisteiden tuotanto Honkajoen ja Huittisten biokaasulaitoksilla. Viljelijätilaisuudet

VALIO BIOLAITOS LIETELANNAN RAVINTEET TEHOKKAAMMIN KÄYTTÖÖN UUDEN TEKNOLOGIAN AVULLA , ANTTI-PEKKA PARTONEN

Sisältö. Puutuhka- ja puhdistamolietepohjaisen metsälannoitteen valmistusmahdollisuudet 11/6/2018

KOKOEKO-seminaari Suljetaanko kaatopaikat vuonna 2016? Minne jätteet? Kuopio Eeli Mykkänen Kehityspäällikkö Biotehdas Oy

Biotehtaan lannoitevalmisteet. Orgaanisia lannoitetuotteita laajasti Oulun seudun tilojen käyttöön

Jätteestä energiaa ja kierrätysravinteita BioGTS Oy

Haminan Energia Biokaasulaitos Virolahti

Eeli Mykkänen Kehityspäällikkö Biotehdas Oy. Kaasualan neuvottelupäivät , M/S Viking Grace

Orgaanisten materiaalivirtojen pyrolyysistä

Ravinteiden talteenotto mädättämöiden rejektivedestä Markkinapotentiaali Suomessa

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

Orgaaniset lannoitevalmisteet Gasumin biokaasulaitoksilta. Tuotepäällikkö Juhani Viljakainen

RAVITA TM. Fosforin ja Typen talteenottoa jätevesistä

Lannan ja muun eloperäisen materiaalin käsittelyteknologiat. Sari Luostarinen, Teija Paavola, Satu Ervasti, Ilkka Sipilä ja Jukka Rintala

BioGTS Biojalostamo - Jätteestä paras tuotto

Maanparannusaineiden hiilitasevaikutuksen mallinnus (MAHTAVA)

Biokaasun liikennekäyttö Keski- Suomessa. Juha Luostarinen Metener Oy

ENERGIAA JÄTEVESISTÄ. Maailman käymäläpäivän seminaari - Ongelmasta resurssiksi

Alueellinen biokiertomalli ravinnekierrätyksen tehostamiseksi - BioKierto. Biokaasutapaaminen Saarioinen, Sahalahti

Vesihuoltolaitosten vaikutus ilmastonmuutokseen

Maatalouden ravinteet kiertoon Hämeenlinna Hankekoordinaattori Tarja Haaranen Luonnonvarakeskus

Kierrätysravinnetuotteita jätevesilietteen lämpökemiallisella käsittelyllä?

Biokaasulaskuri.fi Vastauksia kysymyksiin

Kiertotalous alkaa meistä

OAMK, Biokaasuseminaari Liminka Eeli Mykkänen Kehityspäällikkö Biotehdas Oy

Maatilojen biokaasulaitosten toteuttamismallit Erkki Kalmari

Biokaasulaitoksen mädäte viljelykäytössä

Yhdyskuntalietteen käyttö

Biokaasulaitoksen käsittelyjäännös nurmen ja ohran lannoitteena

Kierrätyslannoitteiden valmistus, haasteet ja mahdollisuudet

Lantatieto lannoituksen pohjana Airi Kulmala, MTK Miten hyödynnän lannan ravinteet tehokkaasti -teemapäivä Maaseutuopisto Tuorla

JÄRVIBIOMASSOJEN MAHDOLLISUUKSIA ENERGIANTUOTANNOSSA JA PELTOVILJELYSSÄ

TEHOLANTA SEMINAARI Biokaasun tuotannon kannattavuus

JÄRVIBIOMASSOJEN MAHDOLLISUUKSIA BIOKAASUNTUOTANNOSSA JA MAANPARANNUKSESSA

Transkriptio:

Lannan ja muiden eloperäisten materiaalien PROSESSOINTI Sari Luostarinen Erikoistutkija, FT Teija Paavola Vanhempi tutkija, FM Ilkka Sipilä Vanhempi tutkija, agronomi Jukka Rintala Prof. HYÖTYLANTA-loppuseminaari 5.9.2011

Miksi prosessoida? Hiili ja ravinteet merkittävä Potentiaalinen ympäristökuormittaja Mm. kasvihuonekaasu- ja ammoniakkipäästöt, ravinnevalumat Resurssi Orgaaninen aine: energiasisältö ja maaperän kunnon ylläpito Ravinteiden kierto väkilannoitetuotannon sijaan Fosfori uusiutumaton, typen tuotanto energiaintensiivistä ja kasvihuonekaasulähde Ympäristökuormitus hallittavissa ja resurssi otettavissa käyttöön ympäristöteknologisilla prosesseilla Soveltuvat materiaalit Maataloudesta: lanta, kasvibiomassat Yhdyskunnista: puhdistamoliete, biojäte Teollisuudesta: puhdistamoliete, moninaiset jätteet ja sivutuotteet

Prosessointiteknologiat (1) Lukuisia erilaisia ympäristöteknologian prosesseja, joilla erilaiset käyttökohteet Soveltuvin prosessi tai prosessiketju valittava tapauskohtaisesti Käytettävissä olevat materiaalit Hinta (investointi- ja käyttökulut, tulot, säästöt) Työmäärä, erikoisosaaminen Mittakaava Tavoitteet Tuotteiden hyödynnettävyys ja markkinat Energia- ja ravinnetaseet Ympäristöpäästöt ja kokonaiskestävyys Raaka-aineet: lanta kasvit biojäte teollisuuden sivutuotteet puhdistamoliete jne. Raaka-aineet: lanta kasvit biojäte teollisuuden sivutuotteet puhdistamoliete jne. Terminen käsittely Biokaasuprosessi Biokaasuprosessi Kompostointi Terminen kaasutus Biokaasu energiaksi Orgaaninen ravinnetuote Kaasu energiaksi Tuhka Biokaasu energiaksi Mekaaninen erotus lingolla Orgaaninen ravinnetuote Suotovesi Epäorgaaninen ravinnetuote Kuivajae Nestejae Ammoniakin strippaus Ilmastus, fosforin saostus ja biologinen typen poisto Orgaaninen ravinnetuote Epäorgaaninen ravinnetuote Purku vesistöön

Prosessointiteknologiat (2) Katsaus lannan ja muiden eloperäisten materiaalien prosessointiin julkaistu osana HYÖTYLANTA-tutkimusohjelmaa: Saatavissa sähköisenä: http://www.mtt.fi/mttraportti/pdf/mttraportti27.pdf Ympäristöteknologian prosessi Biologiset prosessit Biokaasuteknologia Kompostointi Ilmastus Nitrifikaatio-denitrifikaatio Vaihtoehtoiset typenpoistoprosessit Biologinen fosforin poisto Kemialliset prosessit Termokemiallinen käsittely Terminen kaasutus Fosforin ja kiintoaineen saostus ja/tai kiteytys Fysikaaliset prosessit Terminen käsittely Erotusprosessit Ammoniakin strippaus Kalvotekniikat Ultraääni Prosessoinnin tavoite/tavoitteet Biokaasun (energian) tuotanto, materiaalin hallittu stabilointi, liukoisen typen määrän lisääminen (ammonifikaatio), lannoitevalmisteet Materiaalin hallittu stabilointi, lannoitevalmisteet Orgaanisen aineen poisto Typen poisto jäte- ja rejektivesistä Typen poisto jäte- ja rejektivesistä Fosforin poisto jäte- ja rejektivesistä Hygienisointi/sterilointi, materiaalin hajoavuuden lisääminen (esikäsittely) Energiantuotto, materiaalin määrän vähentäminen, lannoitevalmisteet Fosforin ja kiintoaineen poisto ja/tai talteenotto väkevöinnillä eri jakeeseen Hygienisointi/sterilointi, materiaalin hajoavuuden lisääminen (esikäsittely) Materiaalin erottelu kuiva- ja nestejakeeseen Typen poisto ja/tai talteenotto väkevöimällä eri jakeeseen Orgaanisen aineen ja ravinteiden poisto ja/tai talteenotto eri jakeisiin Materiaalin hajoavuuden lisääminen (esikäsittely), hygienisointi

HYÖTYLANTA-teknologiaskenaariot Tyyppitila: Nauta- ja sikatilat, joilla muodostuu lietelantaa (sonta + virtsa + kuivike- ja rehujäämät + pesuvedet) 3000 t/a Lannan ominaisuudet: Viljavuuspalvelun lantatilastot 2000-2004 + 15 % Kolme mittakaavaa: Mittakaava Lietelanta (t/a) Kasvibiomassa (t/a) Muu materiaali (t/a) Tilakohtainen (1 tyyppitila) 3 000 300 - Tilojen yhteinen ( 5 tyyppitilaa) 15 000 1 000 - Keskitetty (10 tyyppitilaa + muu) 30 000-30 000 Prosessoinnit: Kompostointi Rakeistus Jakeistus (separointi) Biokaasuteknologia HUOM. Esitetyt hinnat ja energiankulutukset suuntaa-antavia

Päätulokset: tilakohtainen prosessointi (1) Kompostointi Kuivalanta tai lietelannasta / biokaasuprosessin käsittelyjäännöksestä jakeistettu kuivajae aumaan tai kompostoriin Erityishuomio ravinnehäviöihin Rakeistus Väkevän suotoveden määrä minimoitava oikealla kuiva-ainepitoisuudella Typen haihdunta minimoitava riski hukata jopa 25-60 % kokonaistypestä Huomioitava oikea ilmanvaihto, massan C:N-suhde ja typen/ammoniakin pitoisuus Mitä alhaisempi kuiva-ainepitoisuus, sitä enemmän typpihäviöitä Lietelannasta / jäännöksestä jakeistetun kuivajakeen lisäkuivaus ja puristaminen rakeiksi Edut: kuljetettavuus, korkea fosforipitoisuus Heikkoudet: energiankulutus, kuumeneminen, korkea fosforipitoisuus, ei helppoliukoisia ravinteita

Päätulokset: tilakohtainen prosessointi (2) Lietelannan jakeistus: Tavoite esim. kiintoaineen erotus, ravinnesuhteiden muuttaminen, biokaasuprosessiin kuljetettavan jakeen erotus Erilaisia menetelmiä ml. ruuvikuivain, seulaerotus ja linko Valinta riippuu erottelutavoitteesta: esim. lingolla tehokkain kiintoaineen ja fosforin erottamisessa Investointikulu korkein lingolla (100 000 ): tilojen yhteistyö alentaa kuluja per tila Tuotettu nestejae levitettävissä liukoisen typen mukaan Biokaasuteknologia: Energiantuotto lietelannasta bruttona 320-330 MWh/a Investointikulu 320 000 Liukoisen typen lisäys (+20-30% lannalla), jolloin jäännös usein levitettävissä liukoisen typen mukaan Pieni säilörehulisä lietelantaan Kaksinkertaistaa energiantuotannon (~620 MWh/a) Parantaa käsittelyjäännöksen ravinnetasetta kasville Levitysindeksi (N:P)* 1 --- vrt. raaka lietelanta 1,1 Alentaa myös laitoksen oman energiankulutuksen osuutta tuotetusta energiasta *N:P-indeksi = 90 kg NH 4 -N/ha (sellaisenaan) + 20 kg Ptot/ha (85 %)

Päätulokset: tilojen yhteinen prosessointi Biokaasuteknologia + jakeistus: Pelkän lietelannan käsittely Energiantuotto bruttona 1610-1630 MWh/a (oma kulutus 19 %) Jäännöksestä ei jakeistuksella merkittävästi erilaisia jakeita (alhainen ka) Investointikulu 1 M biokaasulaitos + 100 000 linko Yhden tilan lietelanta + jakeistettu kuivajae neljältä tilalta Energiantuotto bruttona 600 660 MWh/a Jäännös jakeistettavissa kuivajakeeksi (70% P:sta) ja nestejakeeksi (N:P-indeksi 0,94-1) Jakeistettu kuivajae kaikilta tiloilta Tehokkain erotus lingolla, mutta syötteen laimentamistarve laitoksella Energiantuotto bruttona 340 430 MWh/a: jopa 80% energiapotentiaalista jää tiloille nestejakeeseen Jäännös P-painotteinen (N:P-indeksi 0,63-0,84) Jakeistamalla typpi nestejakeeseen (N:P-indeksi 1,9-2,6) ja levitettävissä liukoisen typen mukaan Kasvibiomassan lisäys kaksinkertaistaa lietelantaa käsittelevän laitoksen energiatuotannon (2490 2510 MWh/a) ja mahdollistaa kuivajaetta käsittelevän laitoksen energiantuotannon pysymisen lietelaitoksen tasolla (1580 1810 MWh/a) Myös jäännöksen ravinnesuhteet edullisemmat kasveille Nestejakeessa paljon typpeä (nautatilalla N:P-indeksi 4,7) *N:P-indeksi = 90 kg NH 4 -N/ha (sellaisenaan) + 20 kg Ptot/ha (85 %)

Päätulokset: keskitetty prosessointi Biokaasuteknologia + jakeistus + jatkojalostus: Lietelannan ja muun materiaalin käsittely sellaisenaan Energiantuotto bruttona 22 000 MWh/a (oma energiankulutus 5 %) Investointikustannus 5 M biokaasulaitos + 200 000 linko Jakeistettu kuivajae tiloilta ja muu materiaali sellaisenaan Laimennusveden tarve (vähennettävissä, jos osa lannasta lietelantana) Energiatuotto bruttona 20 000 MWh/a (oma energiankulutus <6 % linkous ml.) Jäännös luokitellaan lannoitevalmisteeksi Jäännökset pääasiassa typpirajoitteisia peltokäytössä Lietelanta Ntot NH 4 -N Ptot Psol Nauta (t/a) 285 90 33 8,25 Sika (t/a) 312 127 42 10,5 Peltoalatarve (ha/a) 1676 1835 1000 1417 660 840* 413 525 * lantapohjaisissa kokonaisfosforista huomioidaan 85 %, puhdistamolietepohjaisissa 40 % Jäännöksen jakeistetusta nestejakeesta uusia lannoitevalmisteita Strippaamalla typpivesi tai ammoniumsulfaatti (ei lainkaan fosforia, kuljetus mielekästä Struviittikiteytyksellä magnesiumammoniumfosfaatti (hidasliukoinen P-lannoite, myös typpeä) Koko prosessiketjun energiankulutus 23 % raaka-aineiden energiasisällöstä

Suositukset Tilakohtainen lannan ravinteiden käytön optimointi edellyttää Tehokkaita jakeistuslaitteita (linko) Käytettävien prosessointiteknologioiden kehittämistä tilamittakaavaan sopiviksi Tehokas biokaasuntuotanto edellyttää Soveltuvien materiaalien käytön edistämistä tapauskohtaisesti Prosessiteknologioiden ja operointimenetelmien kehittämistä Käyttökelpoisten lannoitevalmisteiden tuotanto edellyttää Lantapoikkeuksen poistoa Taloudellisia kannustimia teknologioiden kehittämiseen ja käyttöönottoon Tutkimus- ja kehitysrahoitus Investointituet, kierrätysravinteiden tuotantotuki Markkinaselvitystä lannoitevalmistemarkkinoista kehitystyön tueksi Ravinteiden ja energian yhteistuotannon tehokkuuden parantaminen ja ympäristövaikutusten minimointi edellyttää prosessiketjun kokonaisvaltaista hallintaa ja ymmärrystä

Kiitos mielenkiinnosta! 040 355 7028 sari.luostarinen@mtt.fi Valokuvat: Sari Luostarinen, Teija Paavola, Perttu Virkajärvi /MTT