ANALYYSIT kuiva-aine (TS), orgaaninen kuiva-aine (VS), biometaanintuottopotentiaali (BMP)



Samankaltaiset tiedostot
JÄRVIBIOMASSOJEN MAHDOLLISUUKSIA ENERGIANTUOTANNOSSA JA PELTOVILJELYSSÄ

JÄRVIBIOMASSOJEN MAHDOLLISUUKSIA BIOKAASUNTUOTANNOSSA JA MAANPARANNUKSESSA

MÄDÄTYSJÄÄNNÖKSEN LABORATORIOTASON VALUMAVESIKOKEET

LAUSUNTO KOSKIEN LAPPI SOPIMUKSEN LUONNOSTA 1.1. MTT:n näkemykset maakuntaohjelmasta

BIOKAASU ENERGIALÄHTEENÄ MAATILALLA

MTT Sotkamo: päätoimialueet 2013

Kerääjäkasvien minisiilosäilöntä ja metaanituottopotentiaali

VIITE: Tarjous JÄRVIRUO ON BIOENERGIAN TUOTANTOPOTENTIAALIN TESTAUS PILOT-MITTAKAAVASSA

Hevosenlannan tuubikompostointi ja biokaasutus

Hevosenlanta tuottaa biokaasua

Lantalogistiikka-hanke: Naudan lietelannan kuivajae biokaasulaitoksen lisäsyötteenä

Kerääjäkasveista biokaasua

Ympäristöteema 2010: Maatilojen biokaasun mahdollisuudet hyödyt ympäristölle ja taloudelle

Nurmen sato ja rehuarvo kolmella reservikaliumpitoisuudeltaan erilaisella maalajilla Lietelannan ja väkilannoitteen vaikutus

BIOKAASU JA PELTOBIOMASSAT MAATILAN ENERGIALÄHTEINÄ

LIETESAKEUDEN VAIKUTUS BIOKAASUPROSESSIIN

Ratkaisuja hajautettuun energiantuotantoon

Maatilamittakaavan biokaasulaitoksen energiatase lypsylehmän lietelannan sekä lietelannan ja säilörehun yhteiskäsittelyssä

Harri Heiskanen

Siipikarjanlannasta biokaasua

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

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

BIOKAASUNTUOTANTO SAARIJÄRVI

Kuivamädätys - kokeet ja kannattavuus

Märehtijä. Väkirehumäärän lisäämisen vaikutus pötsin ph-tasoon laiduntavilla lehmillä Karkearehun käyttäjä Ruoansulatus.

Nurmien fosforilannoitus

Maatilojen biokaasulaitosten toteuttamismallit Erkki Kalmari

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

Kerääjäkasvien minisiilosäilöntä ja metaanituottopotentiaali

Maatilatason biokaasuratkaisut esimerkkinä MTT:n biokaasulaitos Maaningalla

Biokaasun tuotannon kannattavuus - Onko biopolttoaineiden kestävä tuotanto ylipäänsä mahdollista?

FINAS-akkreditoitu testauslaboratorio T 025. SELVITYS ENDOMINES OY:n SIVUKIVINÄYTTEIDEN LIUKOISUUDESTA

Yleistä biokaasusta, Luke Maaningan biokaasulaitos

JÄREÄ-hankkeessa v tehdyt biokaasukokeet

Apila ontuu kasvukaudessa vain kerran niitetyissä nurmissa. Kokeen tarkoitus ja toteutus

Vesihuoltolaitosten vaikutus ilmastonmuutokseen

Metli. Palveluliiketoimintaa metsäteollisuuden lietteistä. Gasumin kaasurahaston seminaari (Tapahtumatalo Bank, Unioninkatu 20)

Täyttä kaasua eteenpäin Keski-Suomi! -seminaari ja keskustelutilaisuus Hotelli Rantasipi Laajavuori, Jyväskylä

Peltobiomassojen hyödyntäminen biokaasun tuotannossa. Annimari Lehtomäki Jyväskylän yliopisto Bio- ja ympäristötieteiden laitos

Fosforilannoituksen satovasteet nurmilla

LOPPURAPORTTI Teija Rantala Ari Jääskeläinen Maarit Janhunen

ENKAT hanke: Biokaasutraktorin vaikutus biokaasulaitoksen energiataseeseen ja kasvihuonekaasupäästöihin

MÄDÄTYSJÄÄNNÖKSEN KASAVARASTOINNIN AIKAISET RAVINNEVALUMAT

KUIVAKOLUN KAATOPAIKKA

Matkaraportti - Biokaasukoulutuksen opintomatkalta Maaningan MTT tutkimuskeskukseen ja Savonia ammattikorkeakoululle

Biolaitostoiminta osana kiertotaloutta Metener Oy palvelut ja tuotteet Juha Luostarinen

Orgaaninen aines maaperän tuottokyvyn kulmakivenä (ORANKI)

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

Hevosenlannan ympäristövaikutuksia ja käsittelyvaihtoehtoja

Kokemuksia herneen ja härkäpavun viljelystä säilörehuksi sekä nurmen täydennyskylvöstä

Kasvissivutuotteen hyödyntäminen maanparannusaineena. Marja Lehto, Tapio Salo

Järviveden happamoitumiseen vaikuttavat tekijät. Tulokset: KaiHali-projekti

Biokaasu maatiloilla tilaisuus

Korjuustrategiat timotei-nurminataseoksilla

Keski-Suomen biokaasupotentiaali raaka-aineiden ja lopputuotteiden hyödyntämismahdollisuudet

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

Antibioottien vaikutus lietelannan metaanintuottoon

Ympäristöanalytiikan projekti. Biokemiallinen hapenkulutus Bodominjärvessä. Projektisuunnitelma

Sedimenttianalyysin tulokset

Jätevesien ravinteet kiertoon mikrolevien avulla. Kärkihankkeiden tuloskiertue, Joensuu Jussi Huotari

Luke Mikkelin nurmikokeet 2018

Ravinnekiertoon perustuvat energiaratkaisut maatiloilla

BIOKAASU. Energiaa orgaanisesta materiaalista. Bioenergiaa tiloille ja taloille infotilaisuus, TORNIO

Ravinteet pellossa vaan ei vesistöön hanke Lyhytnimi: Ravinneresurssi

Lääkeainejäämät biokaasulaitosten lopputuotteissa. Marja Lehto, MTT

Biokaasu nyt ja tulevaisuudessa tuottajan näkökulma

METLI. Palveluliiketoimintaa metsäteollisuuden lietteistä. Loppuraportti

Ravinnekiertoon perustuvat energiaratkaisut maatiloilla

Tehtävä 1. Avaruussukkulan kiihdytysvaiheen kiinteänä polttoaineena käytetään ammonium- perkloraatin ja alumiinin seosta.

Oikeanlainen perustamis- ja satovuoden lannoitus tuo selvää sadonlisää

Vantaanjoen valuma-alueelta peräisin olevan liuenneen orgaanisen aineksen määrä, laatu ja hajoaminen Itämeressä

REKITEC OY/Tero Savela Kalajoki

Lietteestä separoitu kuivajae kuivikkeena

Sanna Marttinen. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus (MTT)

Vinkkejä opettajille ja odotetut tulokset SIVU 1

Tahkolahden vesistösedimentin koontiraportti

Maissin soveltuvuus rehukasviksi Keski-Suomessa

BIOENERGIASTA VOIMAA ALUETALOUTEEN SEMINAARI Kainuun liikennebiokaasutiekartta liikennebiokaasun tuotanto Kainuussa

Uusi ejektoripohjainen hiilidioksidin talteenotto-menetelmä. BioCO 2 -projektin loppuseminaari elokuuta 2018, Jyväskylä.

Biohiili ja ravinteet

JÄTEHUOLLON ERIKOISTYÖ

Maatalouden kuivamädätyslaitos Juha Luostarinen Metener Oy

Sikojen uusi energia- ja valkuaisarvojärjestelmä

Hiilidioksidin hyötykäyttö betonin valmistuksessa

Multavuuden lisäysmahdollisuudet maanparannusaineilla, mitä on tutkittu ja mitä tulokset kertovat

Alueellinen biokiertomalli ravinnekierrätyksen tehostamiseksi - BioKierto. Biokaasutapaaminen Saarioinen, Sahalahti

Accu-Chek Compact- ja Accu-Chek Compact Plus -järjestelmien luotettavuus ja tarkkuus. Johdanto. Menetelmä

TIILIVERHOTTUJEN BETONISEINIEN KUIVUMINEN

Biokaasulaitoksen sijoituspaikaksi Mänttä

Sähkön ja lämmön tuotanto biokaasulla

KERTARAPORTTI

RUOKOHELVEN BIOKAASUTUSKOKEET Loppuraportti

KERTARAPORTTI

Kokemuksia rikkihapon lisäyksestä lietelantaan levityksen yhteydessä. Tapio Salo, Petri Kapuinen, Sari Luostarinen Lantateko-hanke

Härkäpapu siipikarjan rehuna

Uusimpia tuloksia nurmien kaliumlannoitustutkimuksista

Keskuspuhdistamo. Tampereen seudun kuntien merkittävin ympäristöinvestointi!

Maa- ja metsätalousministeriön asetus lannoitevalmisteista annetun maa- ja metsätalousministeriön asetuksen muuttamisesta

RAPORTTI 16X Q METSÄ FIBRE OY JOUTSENON TEHDAS Kaasuttimen polttoainekuivurin poistokaasujen hiukkaspitoisuudet ja päästöt

AKUSTISEN ABSORPTIOSUHTEEN MÄÄRITYS LABORATORIOSSA

Transkriptio:

TULOSRAPORTTI TILAAJA Jukka Piirala ANALYYSIT kuiva-aine (TS), orgaaninen kuiva-aine (VS), biometaanintuottopotentiaali (BMP) AIKA JA PAIKKA MTT Jokioinen 25.9.2013.-30.5.2014 Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT Bioenergia ja ympäristö Animale 31600 Jokioinen Vastuuhenkilö: Satu Ervasti Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT 31600 Jokioinen Vaihde 029 5300 700 www.mtt.fi Latokartanonkaari 9 00790 Helsinki Tervamäentie 179 05840 Hyvinkää Silmäjärventie 2 69100 Kannus Halolantie 31 A 71750 Maaninka Lönnrotinkatu 3 50100 Mikkeli PL 413 (Paavo Havaksen tie 3) 90014 Oulun yliopisto Toivonlinnantie 518 21500 Piikkiö Eteläranta 55 96300 Rovaniemi Tutkimusasemantie 15 92400 Ruukki Kipinäntie 16 88600 Sotkamo Antinniementie 1 41330 Vihtavuori Vakolantie 55 03400 Vihti Alapääntie 104 61400 Ylistaro Opistontie 10 A 1 32100 Ypäjä

2 Näytteet Kokeessa olleet materiaalit ja niistä määritettyjen kuiva-aineen (TS) ja orgaanisen kuivaaineen (VS) pitoisuudet on esitetty taulukossa 1. TS ja VS määritykset tehtiin standardin SFS 3008 mukaisesti. Taulukko 1. Näytteiden TS ja VS pitoisuudet tuorepainoa kohti syyskuussa 2013 TS (g/kg) VS (g/kg) ymppi 44,81 32,16 näyte 1 (pitkä) 464,86 440,10 näyte 2 (keskipitkä) 240,00 213,50 näyte 3 (silputtu) 413,60 387,20 Materiaalit pakastettiin kokeen aloittamisen jälkeen, ja samoja materiaaleja käytettiin uusintakokeessa keväällä 2014. Pakastetuista näytteistä tehtiin ennen uusintakokeen alkua uudestaan TS ja VS määritykset, niiden tulokset ovat taulukossa 2. Uusintakoetta varten hankittiin tuoretta mikrobiymppiä maatilamittakaavan biokaasulaitokselta. Taulukko 2. Näytteiden TS ja VS pitoisuudet tuorepainoa kohti tammikuussa 2014 TS (g/kg) VS (g/kg) ymppi 53,32 41,19 näyte 1 (pitkä) 521,77 495,68 näyte 2 (keskipitkä) 229,39 204,87 näyte 3 (silputtu) 384,79 357,14

3 BMP kokeen kulku Metaanipotentiaalikoe suoritettiin kolmena rinnakkaisena käsittelynä. Koe toteutettiin 500 ml lasipulloissa, joihin kaikkiin lisättiin sama määrä, 300 g mikrobiymppiä. Näytteen ja ympin VS/VS -suhde kokeessa oli 0,75. Näytemäärä mitoitettiin siten, että lisätyssä näytemäärässä oli kaikilla koejäsenillä sama määrä orgaanista kuiva-ainetta. Pullot täytettiin ionivaihdetulla vedellä 335 ml nestetilavuuteen, jolloin kaikissa koejäsenissä oli sama orgaanisen kuivaaineen konsentraatio. Lämpötila kokeessa oli 37 ± 1 C. Pulloihin lisättiin ph:n puskuroimiseksi natriumbikarbonaattia (NaHCO 3 ) annostuksella 3 g/l. Näyteseosten ph mitattiin ennen kokeen alkua, ja tarkistettiin että ph:t olivat yli 7,2. Näyteseosten ph:t olivat vaadittavalla tasolla, eikä ph:n nostoa tarvittu. Pullot suljettiin kaasutiiviisti ja kiinnitettiin korkeista lähtevät kaasuletkut. Pulloissa muodostuva biokaasu johdettiin CO 2 -sitoutusyksikköön, jossa biokaasun sisältämä hiilidioksidi reagoi natriumhydroksidin kanssa. Metaani johdettiin edelleen kaasun tilavuusmittaukseen, joka perustuu nesteensyrjäytykseen. Ennen kokeen alkua pullojen kaasutila ja letkulinjat huuhdeltiin hiilidioksidilla, jotta olosuhteet saatiin hapettomiksi. Ymppinä käytettiin MTT:n Maaningan toimipaikan maatilamittakaavan biokaasureaktorin reaktorilietettä. Laitos käsittelee naudan lietelantaa ja nurmirehua. Ensimmäisen kokeen aikana laitteistossa oli teknisiä ongelmia, minkä vuoksi näytteen 3 tulokset eivät onnistuneet. Näin ollen koe uusittiin käyttäen samoja koemenetelmiä. Koejäsenet olivat samat kuin aiemmassa kokeessa, näytteet oli säilytetty pakastimessa. Ymppinä käytettiin tuoretta reaktorilietettä samasta laitoksesta kuin ensimmäiselläkin kerralla. Uusintakokeessa pulloihin punnittiin samat määrät ymppiä ja näytteitä kuin ensimmäisellä kerralla. Näytteistä määritettiin kuiva-aine ja orgaaninen kuiva-aine uudelleen uusintakoetta aloitettaessa. Näytteen ja ympin VS/VS -suhde olikin uusintakokeessa hieman erilainen ensimmäiseen kokeeseen verrattuna, koska käytössä oli eri ymppi ja näytteet olivat kuivuneet pakkassäilytyksen aikana. Kuiva-ainepitoisuuksien muutokset on otettu huomioon tulosten laskennassa.

4 Tulokset Kaasumäärät on ilmoitettu normaalitilassa (STP, lämpötila 0 C = 273,15 K, paine 1 atm). Päiväkohtaiset kumulatiiviset metaanintuotot löytyvät myös taulukoituna liitteenä lähetettävästä Excel-tiedostosta. Taulukoissa 3 ja 4 on esitetty näytteiden 1 ja 2 tuloksia ensimmäisestä kokeesta tuoreilla näytteillä. Taulukko 3. Metaanipotentiaalit 1. kokeessa, kokeen kesto 5 d CH4 (m 3 /t-vs) CH4 (m 3 /t-ts) CH4 (m 3 /t-fm) CH 4 (Nl) keskihajonta (%) näyte 1 (pitkä heinä) 105.0 99.4 46.2 0.76 2.23 % näyte 2 (keskipitkä) 78.9 70.2 16.9 0.57 9.66 % Taulukko 4. Metaanipotentiaalit 1. kokeessa, kokeen kesto 60 d CH4 (m 3 /t-vs) CH4 (m 3 /t-ts) CH4 (m 3 /t-fm) CH 4 (Nl) keskihajonta (%) näyte 1 (pitkä heinä) 329.5 311.9 145.0 2.38 4.06 % näyte 2 (keskipitkä) 251.1 223.4 53.6 1.82 2.88 % Kyseisessä kokeessa näytteen 3 tulokset eivät teknisen vian vuoksi onnistuneet. Näytteen 1 metaanipotentiaali 60 vrk kokeessa oli 329 m 3 CH 4 /t-vs ja näytteellä 2 vastaavasti 251 m 3 CH 4 /t-vs. Uusintakokeen tulokset kaikista kolmesta näytteestä on esitetty taulukoissa 5 ja 6 sekä kuvassa 1. Taulukko 5. Metaaninpotentiaalit uusintakokeessa, kokeen kesto 5 d CH4 (m 3 /t-vs) CH4 (m 3 /t-ts) CH4 (m 3 /t-fm) CH 4 (Nl) keskihajonta (%) näyte 1 (pitkä heinä) 139.6 132.6 69.2 1.14 6.40 % näyte 2 (keskipitkä) 125.8 112.4 25.8 0.87 4.83 % näyte 3 (silputtu heinä) 154.2 143.1 55.1 1.03 6.50 % Taulukko 6. Metaanipotentiaalit uusintakokeessa, kokeen kesto 60 d CH4 (m3/t-vs) CH4 (m3/t-ts) CH4 (m3/t-fm) CH4 (l) keskihajonta (%) näyte 1 (pitkä heinä) 324.9 308.6 161.0 2.65 3.45 % näyte 2 (keskipitkä) 262.7 234.6 53.8 1.82 2.75 % näyte 3 (silputtu heinä) 298.6 277.2 106.7 1.99 0.77 %

kumulatiivinen CH 4 -tuotto (m 3 CH 4 /t-vs) kumulatiivinen CH 4 -tuotto (m 3 CH 4 /t-vs) 5 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 kokeen kesto (d) 250.0 200.0 150.0 100.0 50.0 0.0 0 2 4 6 8 10 12 14 16 kokeen kesto (d) ymppi näyte 1 näyte 2 näyte 3 Kuva 1. Kumulatiiviset metaanintuotot uusintakokeessa koko koejakson ajalta ja päivinä 1-15. Uusintakokeessa näytteen 1 metaanipotentiaali 60 vrk kokeessa oli 325 m 3 CH 4 /t-vs, näytteellä 2 263 m 3 CH 4 /t-vs ja näytteellä 3 vastaavasti 299 m 3 CH 4 /t-vs. Kokeessa erityisenä kiinnostuksena oli silputun heinän metaanipotentiaali silppuamattomaan heinään verrattuna. Näytteellä 3 kumulatiivinen metaanintuotto oli näytteen 1 tasoa korkeampi päivinä 2-14, eli näyte 3 tuotti metaania nopeammin kuin näyte 1. Näytteen 2 metaanintuottopotentiaali oli selkeästi näytteitä 1 ja 3 alhaisempi. Päivästä 15 eteenpäin näytteen 1 kumulatiivinen metaanintuotto oli korkein tutkituista materiaaleista.

6 Taulukossa 7 on esitetty näytteiden VS-kohtainen kumulatiivinen metaanintuotto päivinä 0-30 ja näytteiden 2 ja 3 kumulatiivisen metaanintuoton suhde näytteen 1 kumulatiiviseen metaanintuottoon. Taulukko 7. Kumulatiiviset metaanintuotot sekä näytteiden 2 ja 3 tuottojen suhde silppuamattomaan heinään. kumulatiivinen CH 4 tuotto (m 3 CH 4 /t-vs) CH 4 -potentiaali suhteessa pitkään heinään d näyte 1 näyte 2 näyte 3 näyte 2 näyte 3 0 0.0 0.0 0.0 1 16.0 10.6 14.7 66.3 % 91.6 % 2 46.9 40.2 56.0 85.8 % 119.3 % 3 80.5 71.4 96.7 88.7 % 120.1 % 4 111.1 100.1 126.5 90.1 % 113.9 % 5 139.6 125.8 154.2 90.1 % 110.4 % 6 164.1 143.2 179.9 87.2 % 109.6 % 7 180.9 153.6 194.8 84.9 % 107.7 % 8 192.3 160.9 202.9 83.7 % 105.5 % 9 200.6 166.0 208.0 82.7 % 103.7 % 10 207.1 169.8 212.1 82.0 % 102.4 % 11 213.0 173.3 216.3 81.3 % 101.5 % 12 218.3 176.8 220.4 81.0 % 101.0 % 13 223.0 180.5 224.3 80.9 % 100.6 % 14 227.6 184.5 228.2 81.0 % 100.3 % 15 232.0 188.6 231.9 81.3 % 100.0 % 16 236.2 192.7 235.2 81.6 % 99.6 % 17 240.4 196.8 238.5 81.9 % 99.2 % 18 244.2 200.6 241.4 82.2 % 98.9 % 19 248.0 204.4 244.0 82.4 % 98.4 % 20 252.2 208.1 246.6 82.5 % 97.8 % 21 256.5 211.8 249.5 82.6 % 97.3 % 22 260.5 215.5 252.7 82.7 % 97.0 % 23 264.5 219.1 256.1 82.8 % 96.8 % 24 268.7 222.5 259.4 82.8 % 96.5 % 25 272.8 225.9 262.9 82.8 % 96.4 % 26 276.3 228.9 265.9 82.8 % 96.2 % 27 279.6 231.5 268.2 82.8 % 95.9 % 28 282.6 234.1 270.3 82.8 % 95.7 % 29 285.1 236.3 272.0 82.9 % 95.4 % 30 287.6 238.3 273.7 82.9 % 95.2 % Päiväkohtaiset kumulatiiviset metaanintuotot toimitetaan myös Excel-tiedostona.

7 Lähteet SFS 1990. SFS 3008, Veden, lietteen ja sedimentin kuiva-aineen ja hehkutusjäännöksen määritys. Suomen Standardoimisliitto ry, Helsinki.