PÄÄTÖS PL 110, Ailakinkatu 17 Pvm 17.12.2009 40101 JYVÄSKYLÄ Annettu julkipanon jälkeen Puh. 020 610 110 Dnro KSU-2009-Y-196/111 Telefaksi (014) 614 274 ASIA Päätös Biovakka Jämsä Oy:n ympäristönsuojelulain 35 :n mukaiseen hakemukseen, joka koskee bioenergiaa sekä lannoite- ja maanparannusvalmisteita tuottavaa biokaasulaitosta. Laitos käsittelee alkutuotannon, elintarvike- ja muun vastaavan teollisuuden sekä yhdyskuntien sivu- ja jäännöstuotteita enintään 240 000 tonnia vuodessa. Päätös sisältää ympäristönsuojelulain 101 :ssä tarkoitetun ratkaisun toiminnan aloittamisesta muutoksenhausta huolimatta. LUVAN HAKIJA Biovakka Jämsä Oy Yhteyshenkilö: Jyrki Heilä Myllyharjuntie 18 Kalannintie 191 43200 JÄMSÄNKOSKI 23200 VINKKILÄ p. 0400 533 213 jyrki.heila@biovakka.fi Toimialatunnus: 40210 Kaasun tuotanto 24150 Lannoitteiden ja typpiyhdisteiden valmistus Liike- ja yhteisötunnus: 2223129-9 LAITOS/TOIMINTA JA SEN SIJAINTI Biovakka Jämsä Oy:n biokaasulaitos tulee sijoittumaan Jämsän kaupungin Myllymäen teollisuusalueelle Jämsän kaupungin omistuksessa olevaan kortteliin 1028 kiinteistölle nro 1:781 osoitteeseen Myllyharjuntie 18. LUVAN HAKEMISEN PERUSTE JA LUPAVIRANOMAISEN TOIMIVALTA ASIAN VIREILLETULO Luvan hakemisen perusteena on ympäristönsuojelulain 28 2 momentin kohta 4 sekä ympäristönsuojeluasetuksen 1 :n 3 momentti. Lupaviranomaisena toimii ympäristönsuojeluasetuksen 6 :n 1 momentin kohdan 12 d perusteella alueellinen ympäristökeskus, koska käsiteltävän jätteen määrä on yli 5 000 tonnia vuodessa. Ympäristölupa tuli vireille ympäristökeskuksessa 3.7.2009. TOIMINTAA KOSKEVAT LUVAT JA SOPIMUKSET Kyseessä on uusi toiminta eikä aiempaa ympäristölupaa ole. Jämsän kaupunki ja Biovakka Jämsä Oy ovat solmineet esisopimuksen kiinteistön vuokraamisesta. LAITOKSEN SIJAINTIPAIKKA JA SEN YMPÄRISTÖ Alue ja sen ympäristö Biokaasulaitos sijoittuu Jämsän kaupungin Myllymäen teollisuusalueelle. Laitoskokonaisuuden tarvitsema maa-ala tie- ja piha-alueineen on noin 2-4 ha. Kiinteistö rajoittuu pohjoispuolella kaavalla suojeltuun luonnonsuojelualueeseen, itä- ja länsipuolella lähivirkistysalueeseen. Kaikki alueet ovat kaikki Jämsän kaupungin omistuksessa. Etelä-
2/43 puoleinen alue rajoittuu kaavoittamattomaan yksityiseen maahan. Lähimmät asuinkiinteistöt (2 kpl) sijaitsevat suunnitellusta alueesta noin 200 metrin etäisyydellä alueen länsipuolella. Lähimmät varsinaiset asuinalueet ovat alueen eteläpuolella noin 400 metrin etäisyydellä sijaitseva Pääskysmäki sekä noin 1,5 kilometrin etäisyydellä alueen itäpuolella sijaitsevat Linnamäki, Arvenmäki ja Asemamäki. Pohjoispuolella on pääosin rakennettua teollisuusympäristöä, minkä takana noin kahden kilometrin päässä sijaitsee Myllymäen asuinalue. Alueen lähistöllä toimii myös mm. Erkki Salminen Oy:n jätteenkäsittelylaitos, UPM Kymmene Oyj Jämsänkosken tehdas ja Genencor International Oy:n Jämsänkosken tehdas. Kulkuyhteyttä hankkeelle varatulle kiinteistölle ei vielä ole. Jämsänkosken vireillä olevassa asemakaavanmuutoksessa Sammonkadulle on suunniteltu jatko-osa, joka tulee kulkemaan hankealueen länsirajaa myöten. Biokaasulaitoksen alueella ei ole tehty maaperätutkimuksia. Myllymäen teollisuusalueella, hankealueen pohjoispuolella on kuitenkin suoritettu Jämsänkosken kaupungin teknisen osaston toimeksiannosta maaperän tutkimus v. 2002. Tutkimuksen mukaan alueen perusmaa vaihtelee maalajiryhmältään karkearakeisesta hiekasta hienorakeiseksi siltiksi. Alueen perusmaa kuvataan rakennusteknisiltä ominaisuuksiltaan kohtalaisen kantavaksi ja kuormitettaessa lähes kokoonpuristumattomaksi. Hanke ei sijoitu luokitellulle pohjavesialueelle. Lähin Kerkkolankankaan I-luokan pohjavesialue (nro 09182251) sijaitsee n. 0,5 km päässä alueen länsipuolella. Pohjavesialueella sijaitsee kunnan Kerkkolankankaan pohjavedenottamo sekä Lehmisuon ja Kaakkolammen vedenottamot. Laitoshanketta lähinnä sijaitsee UPM-Kymmene Oy:n Ryönien vedenottamo. I- luokan Kollinkankaan pohjavesialue (nro 0918201) sijaitsee n. 1,9 km päässä lounaassa. Hankealueen lähin vesistö on Jämsänjoki, joka kulkee hankealueen itäpuolella lähimmillään noin kilometrin etäisyydellä. Jämsänjoki laskee Päijänteeseen. Kaavoitus Jämsänjokilaaksossa seurataan ilmanlaatua jatkuvatoimisesti. Päästömittaukset toteutetaan yhteistyössä Jämsän kaupungin sekä UPM Kymmene Oy:n Kaipolan ja Jämsänkosken tehtaiden sekä Jämsän Aluelämpö Oy:n kanssa. Rikkidioksidipitoisuutta mitataan kahdesta pisteestä Jämsässä ja Jämsänkoskella. Hiukkasanalysaattori on Jämsän Lamminsuolla. Pisteessä mitataan ilman rikkidioksidipitoisuutta ja hengitettävien hiukkasten määrää. Vuonna 2007 rikkidioksidipitoisuudet (SO 2 ) Jämsän seudulla ovat olleet selvästi alle vuorokausiraja-arvon (125 μg/m³) vaihdellen 1-4 μg/m³ välillä. Hengitettävien hiukkasten (PM 10 ) pitoisuudet ovat vaihdelleet 10-61 μg/m³ välillä, vuorokausirajaarvon ollessa 50 μg/m³. Suurimmat hiukkaspitoisuudet ajoittuvat alkukevääseen. Hajujen osalta ei ole saatavilla virallisia hajumittauksia. Hankkeen YVA-menettelyn yleisötilaisuuksissa sekä muissa palautetilanteissa naapurustolta saadun tiedon mukaan alueella esiintyy jonkin verran hajuhaittoja. Syyksi on arveltu läheisellä teollisuusalueella sijaitsevan biologisen jätevedenpuhdistamon toimintaa. Jämsän alueella on tällä hetkellä voimassa Keski-Suomen seutukaava, jossa hankealue on merkitty teollisuusalueeksi (T). Seutukaavan 5.vaihekaavan SL-aluvaraus rajautuu suoraan hankealueen itälaitaan (tästä seutukaava-alueesta vain läntisin osa sisältyy asemakaavaehdotukseen merkinnällä VL/s). Jämsänkosken osalta seutukaava on vahvistettu 2.8.1999. Seutukaavaa ollaan korvaamassa Keski-Suomen maakuntakaavalla, joka on maakuntavaltuuston 16.5.2007 hyväksymä ja on tällä hetkellä vahvistettavana ympäristöministeriössä. Maakuntakaavaan alue on merkitty työpaikka (TP) sekä teollisuus- ja varastointialueeksi (T/kem). Alueella on osayleiskaava, mutta sillä ei ole lainvoimaa. Jämsän kaupunginvaltuusto hyväksyi Myllymäen asemakaavamuutoksen ja laajennuksen korttelin 1028 osalta päätöksellään 28.9.2009 (Nro 51). Muutoksessa alue on merkitty jätteenkäsittelyalueeksi (EJ-1). Siinä on Sammontielle suunniteltu jatko-osa, joka tulee kulkemaan biokaasulaitokselle tarkoitetun alueen länsipuolen rajaa myöten. Tien
LAITOKSEN TOIMINTA 3/43 valmistuttua suljetaan Myllyharjuntien eteläosan yhteys Pääskysmäentiehen, jolloin myös läpikulkuliikenne lähimpien kiinteistöjen ohi lakkaa. Tämän jälkeen alueelle liikennöidään Pääskysmäentieltä Sammontien kautta. Laajennuksen yhteydessä Jämsän kaupunki on ostanut kortteliin liitettäväksi maa-alueen tontin eteläpuolelta, jolloin kokonaispinta-alaksi tulee noin 10 ha. Yleiskuvaus toiminnasta Biovakka Jämsä Oy rakennuttaa Jämsän Myllymäkeen keskitetyn biokaasulaitoksen, jossa alkutuotannon, teollisuuden ja yhdyskuntien sivutuotteista jalostetaan biokaasua sekä typpipitoista nestekonsentraattia ja fosforipitoista lannoiteraetta. Biokaasulaitoksen ydinprosessina toimii biologinen, anaerobinen (eli hapeton) käsittely. Anaerobisessa käsittelyssä, eli biokaasua tuottavassa mädätyksessä, orgaanista ainesta käsitellään täyssekoitteisessa ja suljetussa bioreaktorissa siten, että mikrobiologisen toiminnan tuloksena syntyy biokaasua, jossa on noin 60-70 % metaania ja 30-40 % hiilidioksidia. Lupaa haetaan laitokselle, joka voi vastaanottaa vuosittain enintään 240 000 tonnia yllämainittuja sivutuotteita. Määrästä 120 000 tonnia on varattu mahdolliselle UPM Jämsänkosken biologisen puhdistamon biolietteelle. Täydellä kapasiteetilla laitoksella voidaan tuottaa 104 GWh bioenergiaa vuodessa. Laitoksen omaan käyttöön kuluu energiaa noin 12 % laitoksen tuottamasta energiamäärästä. Biokaasu on tarkoitus jalostaa laitoksen omissa CHP- (yhdistetty lämmön ja sähkön tuotanto-) yksiköissä lämmöksi ja sähköksi, tulevaisuudessa mahdollisesti myös liikennepolttoainekäyttöön. Ylijäämäsähkö johdettaneen valtakunnan verkkoon ja lämpöenergia hyödynnetään alueen muissa yrityksissä. Sopimuksia ylijäämäenergian hyödyntämisestä ei ole vielä solmittu. Täydellä kapasiteetilla laitoksella muodostuu vuosittain noin 46 000 tonnia humuslannoitetta, joka voidaan välivarastoida tarvittaessa laitokselle rakennettavalla katetulla varastointikentällä. Humus pyritään kuljettamaan ensisijaisesti suoraan loppukäyttäjille, joita ovat mm. viljelijät ja viherrakentajat. Lupaa haetaan myös humuksen kuivaus- ja rakeistusprosessille, jossa humus voidaan jalostaa lannoiterakeeksi, jota syntyy enintään 13 800 tonnia vuodessa. Lisäksi laitoksella syntyy mädätteen vedenerotuksessa typpinestettä noin 184 000 m 3 vuodessa. Typpineste konsentroidaan laitoksen vedenkäsittelyprosessissa vähintään 35 % tilavuuteen, jolloin typpikonsentraattia muodostuu enintään 64 000 m 3 vuodessa. Prosessissa muodostuva jätevesi viemäröidään alustavan sopimuksen mukaan UPM:n biologiselle jätevedenpuhdistamolle. Tämän tavoitteena on vastata UPM:n biologisen puhdistamon tarpeisiin. Jäljelle jäänyt typpineste toimitetaan laitoksen välivarastoista loppukäyttäjille, joita ovat viljelijät, kasvihuoneet ja teollisuus. Välivarastointia varten laitokselle rakennetaan enintään 2-5 kpl 5 000 m 3 välivarastosäiliöitä. Liikenne ja liikennejärjestelyt Biokaasulaitoksen pääasiallinen liikenne muodostuu raaka-aineiden ja lopputuotteiden kuljetuksista. Materiaalikuljetukset hoidetaan pääasiassa säiliöautoilla (erityisesti lietelanta ja typpineste), sekä yhdistelmärekoilla (kuivempi aines), jolloin materiaalien kuljetustehokkuus maksimoidaan. Maatilojen kuljetukset on tarkoitus hoitaa säiliöautokuljetuksina siten, että auto hakee lietettä yhdeltä tilalta saman päivän aikana, ja lietekuljetusten paluukuormana sama auto ottaa laitoksella tuotettua typpinestettä ja toimittaa sen kyseiselle tilalle välivarastoitavaksi ja hyödynnettäväksi. Näin laitoksen lietelogistiikka on kustannustehokasta sekä ympäristön kannalta edullista. Taulukossa 1 on esitetty arvio biokaasulaitoksen aiheuttamista liikennemääristä ja liikenteen laadusta. Taulukon laskelmissa on oletettu, että kaikki syntyvä typpineste (rejektivesi) ja humus menee pel-
4/43 loille hyötykäyttöön. Tilanteessa, että typpineste konsentroidaan ja osa nesteestä viemäröidään, myös kuljetuksen osuus vähenee. Laitoksen raaka-aineiden vastaanottoa on pääasiassa arkipäivisin klo 7 ja 18 välisenä aikana. Raaka-aineita voidaan vastaanottaa myös lauantaisin. Lähtökohtaisesti pyhäpäivinä ei ole materiaalin vastaanottoa, eikä lopputuotteiden toimituksia. Laitokselle ajaa arkipäivisin keskimäärin 28 kuljetusajoneuvoa. Henkilöautoliikennettä on lisäksi arviolta 2 4 ajoneuvoa vuorokaudessa arkipäivisin. Taulukko 1. Biokaasulaitoksen aiheuttama liikenne. Veden hankinta ja viemäröinti Prosessit Laitos liittyy kunnalliseen vesijohtoverkostoon. Sopimus liittymisestä vesijohtoverkkoon solmitaan ennen toiminnan käynnistämistä ja toimitetaan valvontaviranomaisen tiedoksi. Laitokselta viemäröidään typpinesteen konsentroinnissa syntyvä lauhde alustavan sopimuksen mukaan viereiselle UPM:n biologiselle jätevedenpuhdistamolle. Sopimus viemäröinnistä toimitetaan lopullisen sopimuksen valmistuttua. Laitosalue asfaltoidaan tarvittavilta osin ja laitoksen sadevesiviemäröinti toteutetaan ns. kaksoisviemärijärjestelmänä, jossa häiriö- ja huoltotilanteissa sadevedet voidaan johtaa laitoksen vastaanottoaltaaseen ja normaalitilanteessa kunnalliseen sadevesiviemäriin. Toiminnan käynnistyttyä laitoksen sadevesiviemäristä purettavan veden laatua analysoidaan säännöllisesti. Pääprosessit biokaasulaitoksella jakaantuvat käsiteltävien raaka-aineiden vastaanottoon ja esikäsittelyyn sekä niiden päästöjen hallintaan, sivutuotteiden hygienisointiin biologiseen käsittelyyn, vedenerotukseen sekä biokaasun jatkokäsittelyyn.
5/43 Kuva 1. Lohkokaavio laitoksen pääprosesseista. Raaka-aineiden vastaanotto ja käsittely Raaka-aineet vastaanotetaan laitoksella suljetusti vastaanottoaltaaseen. Nestemäinen materiaali puretaan säiliöautoista suoraan altaaseen vastaanottoputken kautta, yhdistelmärekoissa ja kuorma-autoissa tuotava materiaali puretaan vastaanottohallissa vastaanottoaltaaseen avattavan kannen kautta. Vastaanottohalli ja vastaanottoallas ovat alipaineistettuja ja niistä poistettava ilma johdetaan hajukaasujen käsittelyyn. Vastaanoton yhteydessä suoritetaan kuljetuskaluston pesut. Pesuvedet johdetaan suoraan vastaanottoaltaaseen jolloin vastaanottotiloista ei muodostu jätevesiä. Vastaanottoaltaasta sekoitettu materiaali johdetaan murskauspumpun kautta puskurisäiliöön. Murskapumppu homogenisoi massan alle 12 mm palakokoon ennen hygienisointia. Mm. Biovakka Oy:n Vehmaan biokaasulaitokselta saatujen kokemusten perusteella aineksen käymisprosessi käynnistyy jo puskurisäiliössä, jolloin massa alkaa tuottaa biokaasua. Tästä syystä puskurisäiliö toteutetaan tiiviinä reaktorirakenteena, josta esikäymisestä aiheutuvat kaasut johdetaan biokaasulinjastoon niiden energiasisällön hyödyntämiseksi ja hajupäästöjen hallitsemiseksi. Puskurisäiliö toimii näin laitoksen esimädättämönä. Hajukaasujen käsittely Hajukaasujen käsittely toteutetaan kahdessa linjassa. Alhaisen hajupitoisuuden omaavat kaasut imetään vastaanottohallista ja muista prosessitiloista, joissa hajua aiheuttavia kaasuja voi vapautua, ja johdetaan biokemialliseen pesuriin. Biokemiallisessa pesurissa hajukaasujen sisältämät orgaaniset yhdisteet sidotaan kemikaaleilla ja sitomatta jääneet yhdisteet hapetetaan biologisesti. Hapetustehoa voidaan myös parantaa eri kemikaalien avulla. Vastaanottoaltaasta poistettava kaasu käsitellään ensimmäisessä vaiheessa otsonilla tai muulla hapettavalla kemikaalilla ja johdetaan sen jälkeen samaan biokemialliseen pesuriin muiden laimeampien kaasujen kanssa. Vastaanotto- ja prosessitilojen
6/43 pinta-alan ollessa noin 550 m 2 on tiloista käsittelyyn johdettavan kaasun määrä noin 5.000 m 3 /h. Laitoksen ilmanvaihdossa kiinnitetään erityistä huomiota korvaus- ja poistoilman suhteiden optimointiin, joka tapahtuu automaattisesti laitoksen päävalvomon avulla. Suunnitteluvaiheen arvion mukaan prosessitiloista poistettavan kaasun hajupitoisuus on noin 10.000 HY/m 3, joten käsittelyyn johdettava kuormitus on noin 50.000.000 HY/h eli 13.900 HY/s. Vastaanottoaltaasta poistettava kaasumäärä on noin 500 m 3 /h ja arvioitu hajupitoisuus on noin 250.000 HY/m 3, jolloin vastanottoaltaan kuormitus hajukaasujen käsittelyyn on noin 125.000.000 HY/m 3 eli 34.700 HY/s. Yhteensä käsittelyyn johdettava hajukuorma on siten yhteensä noin 48.600 HY/s. 92 % tavoitekäsittelyteho alentaa siten laitoksen käsittelyn jälkeisen hajukuormituksen tasolle 3.900 HY/s, mikä vastaa hajupitoisuutta 2.500 3.000 HY/m 3. Biokemiallinen pesuri käyttää noin 5 10 m 3 prosessivettä vuorokaudessa. Pesurin poistovesi on hapanta ja vesi johdetaan anaerobisesti käsitellyn lietteen eli mädätteen jälkikaasuuntumisaltaaseen, mikä osaltaan vähentää ammoniumtypen haihtumista lopputuotteista ammoniumtypen reagoidessa rikkiyhdisteiden kanssa ja muodostaen ammoniumsulfaattia. Hajukaasujen käsittelyn jälkeen poistoilma johdetaan purkuputkeen, joka purkaa käsitellyn ilman vähintään 10 m korkeuteen laitoksen ulkopuolelle. Siten hajukaasujen käsittelyn ollessa häiriötilassa hajua aiheuttavat yhdisteet laimenevat tehokkaasti aiheuttamatta merkittäviä hajuhaittoja lähiympäristölle. Hygeniosointi Kaikki laitoksella käsiteltävä materiaali hygienisoidaan ennen anaerobiprosessiin johtamista, jotta laitoksen lopputuotteiden hygieeninen laatu on korkea ja lopputuotteet voidaan käyttää peltolannoitteina tai maanparannusaineina. Käsittelyllä on lisäksi positiivista vaikutusta muihin biokaasulaitoksen prosesseihin. Käsiteltävät raaka-aineet pumpataan puskurisäiliöstä hygienisointiyksiköihin lämmönvaihtimien kautta. Lämmönvaihtimissa materiaalin lämpötila kohotetaan 70 C:een yhden tunnin ajaksi. Hygienisointiyksiköt toimivat rinnakkaisina panosprosesseina, jolloin materiaalin syöttö biologiseen prosessiin ei katkea. Hygienisointiyksiköt ovat täyssekoitteisia, eristettyjä säiliörakenteita. Säiliöt ovat kaasu- ja vesitiiviitä, eivätkä aiheuta päästöjä ympäristöön. Biokaasulaitoksen valvomojärjestelmä kerää hygienisoinnin käsittelylämpötilat automaattisesti tietokantaan, josta ne ovat toimitettavissa valvoville viranomaisille (Evira). Hygienisointivaihetta ei voida ohittaa ja käsittelylämpötilan jäädessä alle tavoitelämpötilan (70 C) kierrätetään materiaali uudelleen prosessiin käsiteltäväksi. Anaerobinen käsittely Hygienisointivaiheen jälkeen lietteet johdetaan anaerobiseen käsittelyyn, joka toimii biokaasulaitoksen ydinprosessina. Materiaalit käsitellään hapettomissa olosuhteissa täyssekoitteisessa suljetussa reaktorissa, 35 38 C:ssa, noin 18 23 vrk:n aikana siten, että sen mineralisoitumisaste nousee noin 30 %:sta 60 65 %:iin. Lietteen mineralisoitumisen yhteydessä prosessista saadaan talteen biokaasua, joka hyödynnetään laitoksen CHP -yksikössä. Käsittely toteutetaan kahdessa 3 500 m 3 ja yhdessä 6 500 m 3 reaktorissa. Useampi reaktori mahdollistaa toiminnan myös häiriötilanteessa. Mikäli biokaasun linjastossa tapahtuu häiriö, purkautuu kaasu reaktorin katolta ilmakehään. Riskiä alentaa biokaasuvaraston käyttö, jonka tilavuus riittää mitoitusarvon mukaisesti noin 4 tunnin kaasun tuotantoa varten. Häiriötilanteen sattuessa lietteen pumppaus reaktoriin voidaan lopettaa, jolloin kaasun tuotanto vähenee merkittävästi noin neljännekseen täyden kapasiteetin kaasun tuotosta. Siten biokaasuvarasto toimii häiriötilanteen aikana mitoitusarvoa merkittävästi pidempiaikaisena varastona.
7/43 Käsittelyn aikana orgaanisen aineksen hajotessa muodostuu vettä sekä metaanikaasua ja hiilidioksidia eli biokaasua. Biokaasu sisältää myös vähäisiä määriä rikkivetyä (noin 0,1 0,3 %), joka puhdistetaan biokemiallisessa pesurissa ennen biokaasun polttamista. Orgaanisen aineksen hajoaminen alentaa käsiteltävien materiaalien kuiva-ainepitoisuutta, pitoisuuden aleneminen riippuu kuiva-aineksen sisältämän orgaanisen aineksen osuudesta ja sen hajoamisasteesta. Prosessin tuottama biokaasu vähentää käsiteltävän materiaalin massaa ja tilavuutta noin 4 8 %, käytännössä laitoksen massataseeseen materiaalista tuotetun biokaasun määrällä ei ole merkittävää vaikutusta, koska laitoksella käytetään erityisesti kuljetuskaluston puhdistamiseen vettä, joka johdetaan prosessiin. Lisäksi hajukaasujen ja biokaasun käsittelyssä kulutetaan vettä, joka samoin lisää lopputuotteiden kokonaismäärää. Reaktoreista käsitelty materiaali eli mädäte puretaan pumppaamalla mädätteen välivarastoaltaaseen. Allas on kaasutiivis mädätteen sisältämän ja sen jatkohajoamisen tuottaman biokaasun talteenottamiseksi. Mädätteen välivarastoallas on maanpäällinen terässäiliö. Biokaasun jatkokäsittely Laitoksella voidaan tuottaa lämpöenergiaa biokaasukattilassa, sähköä ja lämpöä CHPlaitoksella, sekä liikennepolttoainetta. Kattila- ja CHP-käyttö edellyttää biokaasun käsittelyltä veden erotusta, rikkivedyn puhdistamisen tasolle < 200 ppm sekä kaasun paineistuksen noin 100 mbar tasolle. Biokaasun liikennekäyttö edellyttää esikäsittelyn jälkeistä jatkojalostusta hiilidioksidin poistamiseksi, rikkivedyn pitoisuuden alentamisen <0 ppm tasolle sekä kaasun paineistuksen 200 300 bar tasolle. Kaasun kuivaaminen (veden erotus) toteutetaan jäähdyttämällä biokaasu lähelle kastepistettä, jolloin kaasun sisältämä vesihöyry kondensoituu ja erottuu kaasusta. Prosessista muodostuva vesi johdetaan mädätteen välivarastosäiliöön. Rikkivety poistetaan biokaasusta noin 95 % tehokkuudella biokemiallisella pesurilla. Prosessin käyttämä vesi (5-10 m 3 /vrk) johdetaan mädätteen välivarastosäiliöön, veden sisältämät rikkiyhdisteet reagoivat erityisesti ammoniumtypen kanssa muodostaen ammoniumsulfaattia ja vähentäen ammoniumtypen vapautumista ilmakehään lopputuotteista. Liikennepolttoaineen valmistuksessa biokaasusta erotettu hiilidioksidi voidaan poistaa ilmakehään tai ottaa talteen ja hyödyntää eri sovelluksissa, kuten lannoitteena esimerkiksi kasvihuoneissa tai kylmäaineena. Vedenerotus Anaerobisen käsittelyn ja välivarastoinnin jälkeen mädäte johdetaan vedenerotukseen joka sijoittuu vastaanottohallin yhteyteen rakennettaviin prosessitiloihin. Vedenerotus toteutetaan lingolla, jossa mädätteestä saadaan erotettua kaksi ravinnejaetta, fosforipitoinen kuiva-aines ja typpipitoinen nestejae. Kuiva-aines johdetaan erilliselle kevytkatetulle varastoalueelle. Varastoinnin aikana tapahtuu myös humuksen jälkistabiloituminen. Vedenerotuksessa saatava typpineste johdetaan rejektivesialtaisiin tai suoraan konsentrointiprosessiin. Konsentrointiprosessi Ympäristölupavaiheessa lopullinen rejektivesien käsittely on vielä päättämättä ja riippuu UPM:n kanssa käytävistä neuvotteluista ja tarpeista. Vaihtoehtoina on rejektiveden siirtäminen, joko putkea pitkin tai autokuljetuksina sellaisenaan UPM:n biologiselle puhdistamolle tai vesien siirtäminen konsentroinnin jälkeen puhdistamolle ja konsentraatin käyttäminen lannoitteena. Tavoitteena on käsitellä rejektivesi UPM:n tarpeita (lähinnä typen osalta) vastaamaan.
8/43 Konsentrointiprosessina voi toimia esisuodatus (kaariseula tai välppä), kalvobioreaktori ja ammoniumstrippaus. Vaihtoehtoisesti konsentrointoprosessi voidaan toteuttaa 3- vaiheisena prosessina haihdutus- ja ioninvaihtomenetelmällä. Konsentroinprosessin valinta riippuu vielä lupavaiheessa käytävistä neuvotteluista ja mahdollisista koetoiminnoista UPM:n kanssa. Molemmissa konsentrointiprosesseissa lauhdevedet viemäröidään jätevedenpuhdistamolle. Syntyneet jakeet johdetaan varastosäiliöihin ja hyötykäyttöön. Humuksen jatkojalostus Toiminnan alkuvaiheessa humus toimitetaan varastohallista stabilointijakson jälkeen pääasiassa viljelijöille ja muille jatkokäyttäjille (mm. viherrakentajat) maanparannusaineeksi. Toiminnan laajentuessa, mikäli humukselle sellaisenaan ei löydy riittävästi vastaanottajia taloudellisesti kannattavan kuljetusmatkan etäisyydeltä, toteutetaan laitokselle humuksen bioterminen kuivaus- ja rakeistusprosessi. Biotermisessä rakeistusprosessissa kuivataan ja rakeistetaan perinteistä termistä kuivausta alhaisemmassa lämpötilassa siten, että aines hygienisoituu, mutta biologinen materiaali ei hajoa. Bioterminen kuivaus- ja rakeistuslaitteisto on täysin automatisoitu ja suljettu järjestelmä, jossa humus (TS 25-30 %) kuivataan ilmavirralla rummussa ja jälkikuivurissa kuiviksi rakeiksi. Kuivausrummusta ilma imetään puhaltimilla syklonien kautta missä pölymäinen osa poistetaan. Prosessin tuloksena humus rakeistuu ja kuivuu yli 90 % kuiva-ainepitoisuuteen. Lopputuotteena on 2 5 mm raeseos, jonka määrä on noin 35 % lähtöainemäärästä. Bioterminen kuivausprosessi mitoitetaan siten, että koko muodostuva humusmäärä voidaan käsitellä prosessissa. Rakeistusprosessin tarkempi kuvaus toimitetaan valvontaviranomaiselle siinä vaiheessa kun siihen päädytään ja prosessitoimittaja on valittu. Käsiteltävät materiaalit Biokaasulaitos käyttää raaka-aineenaan pääasiassa teollisuuden, alkutuotannon ja yhdyskuntien orgaanisia sivuvirtoja. Teollisista, sivutuoteasetuksen piiriin kuuluvista sivutuotteista laitokselle vastaanotetaan vain kolmannen luokan materiaalia. Kolmannen luokan sivutuotteiksi luokitellaan mm. entiset eläinperäiset elintarvikkeet ja elintarviketeollisuuden prosesseissa muodostuvat riskittömät sivuvirrat. Laitoksen lopputuotteiden lannoitekelpoisuuden kannalta oleellista on, että sivutuoteasetuksen ehdot raaka-aineille täyttyvät. Laitokselle vastaanotetaan vuosittain enimmillään 240 000 tonnia biohajoavaa raakaainetta, jonka keskimääräinen kuiva-ainepitoisuus on n. 12 14 %. Laitokselle vastaanotettavia raaka-aineita ja niiden ominaiskaasuntuottopotentiaali on esitetty jäljempänä olevassa taulukossa. Osa laitokselle tulevasta materiaalista on kuiva-ainepitoisuudeltaan kuivempaa (esim. teollisuuden sivutuotteet), osa laimeampaa (esim. sikaliete n. 4 %). Oikea kuiva-ainepitoisuus saavutetaan ensisijaisesti raaka-ainesuhteiden optimoinnilla, minkä johdosta raaka-aineen homogenisointiin ei tarvita merkittävästi vettä. Laitoksen toimintaa harjoitetaan liiketoimintaperiaatteiden mukaisesti ja raaka-aineiden toimittajien kanssa solmittavien palvelusopimusten pituudet voivat vaihdella. Näin ollen myös laitokselle vastaanotettavien raaka-ainejakeiden väliset suhteet voivat vaihdella. Solmittavista raaka-aineiden vastaanottosopimuksista toimitetaan tieto laitosta valvoville viranomaisille. Taulukossa 2 on esitetty biokaasulaitoksen potentiaaliset jäteluokituksen mukaiset raaka-aineet.
9/43 Taulukko 2. Biokaasulaitoksen potentiaaliset jäteluokituksen mukaiset raaka-aineet JÄTEKOODI JÄTEJAE 02 Maataloudessa, puutarhataloudessa, vesiviljelyssä, metsätaloudessa, metsästyksessä ja kalastuksessa syntyvät jätteet 02 01 01 Pesu- ja puhdistuslietteet 02 01 02 Eläinkudosjätteet 02 01 03 Kasvijätteet 02 01 06 Eläinten ulosteet, virtsa ja lanta (likaantunut olki mukaan luettuna) sekä erikseen kootut ja muualla käsiteltävät nestemäiset jätteet 02 01 07 Metsätalouden jätteet 02 02 Lihan, kalan ja muiden eläinperäisten elintarvikkeiden valmistuksessa ja jalostuksessa syntyvät jätteet 02 02 01 Pesu- ja puhdistuslietteet 02 02 02 Eläinkudosjätteet 02 02 03 Kulutukseen tai jalostukseen soveltumattomat aineet 02 02 04 Jätevesien käsittelyssä toimipaikalla syntyvät lietteet 02 02 99 Jätteet, joita ei ole mainittu muualla 02 03 Hedelmien, vihannesten, viljojen, ruokaöljyjen, kaakaon, kahvin, teen ja tupakan valmistuksessa ja jalostuksessa, säilykkeiden valmistuksessa, hiivan ja hiivauutteen valmistuksessa sekä melassin valmistuksessa ja käymisessä syntyvät jätteet 02 03 01 Pesu-, puhdistus-, kuorinta-, sentrifugointi- ja erotuslietteet 02 03 02 Säilöntäainejätteet 02 03 05 Jätevesien käsittelyssä toimipaikalla syntyvät lietteet 02 03 99 Jätteet, joita ei ole mainittu muualla 02 04 Sokerin jalostuksessa syntyvät jätteet 02 04 01 Sokerijuurikkaiden pesussa ja puhdistuksessa syntyvä maa-aines 02 04 03 Jätevesien käsittelyssä toimipaikalla syntyvät lietteet 02 04 99 Jätteet, joita ei ole mainittu muualla 02 05 Maidonjalostusteollisuudessa syntyvät jätteet 02 05 01 Kulutukseen tai jalostukseen soveltumattomat aineet 02 05 02 Jätevesien käsittelyssä toimipaikalla syntyvät lietteet 02 05 99 Jätteet, joita ei ole mainittu muualla 02 06 Leipomo-, konditoria- ja makeisteollisuudessa syntyvät jätteet 02 06 01 Kulutukseen tai jalostukseen soveltumattomat aineet 02 06 02 Säilöntäainejätteet 02 06 03 Jätevesien käsittelyssä toimipaikalla syntyvät lietteet 02 06 99 Jätteet, joita ei ole mainittu muualla 02 07 Jätteet, jotka syntyvät alkoholijuomien ja alkoholittomien juomien valmistuksessa (lukuun ottamatta kahvin, teen ja kaakaon valmistusta) 02 07 01 Raaka-aineiden pesussa ja puhdistuksessa sekä mekaanisessa käsittelyssä syntyvät jätteet 02 07 02 Alkoholin tislausjätteet 02 07 03 Kemiallisessa käsittelyssä syntyvät jätteet 02 07 04 Kulutukseen tai jalostukseen soveltumattomat aineet 02 07 05 Jätevesien käsittelyssä toimipaikalla syntyvät lietteet 02 07 99 Jätteet, joita ei ole mainittu muualla 19 05 Kiinteiden jätteiden aerobisessa käsittelyssä syntyvät jätteet 19 05 01 Yhdyskuntajätteiden ja niihin rinnastettavien jätteiden kompostoimaton osa 19 05 02 Eläin- ja kasvijätteiden kompostoimaton osa 19 05 03 Komposti, joka ei täytä sille asetettuja laatuvaatimuksia 19 05 99 Jätteet, joita ei ole mainittu muualla 19 06 Jätteiden aerobisessa käsittelyssä syntyvät jätteet 19 06 03 Yhdyskuntajätteiden anaerobisessa käsittelyssä syntyvä neste 19 06 04 Yhdyskuntajätteiden anaerobisessa käsittelyssä syntyvä liete 19 06 05 Eläin- ja kasvijätteiden anaerobisessa käsittelyssä syntyvä neste 19 06 06 Eläin- ja kasvijätteiden anaerobisessa käsittelyssä syntyvä liete 19 06 99 Jätteet, joita ei ole mainittu muualla 19 08 Jätevedenpuhdistamoissa syntyvät jätteet, joita ei ole mainittu muualla 19 08 05 Asumisjätevesien käsittelyssä syntyvät lietteet
10/43 JÄTEKOODI JÄTEJAE 19 08 12 Muut kuin nimikkeessä 19 08 14 Muut kuin nimikkeessä 19 08 13 mainitut teollisuuden jätevesien muussa käsittelyssä syntyvät lietteet 20 YHDYSKUNTAJÄTTEET (Asumisessa syntyvät jätteet ja niihin rinnastettavat kaupan, teollisuuden ja muiden laitosten jätteet), ERILLISKERÄTYT JAKEET MUKAAN LUETTUINA 20 01 08 Biohajoavat keittiö- ja ruokalajätteet 20 01 25 Ruokaöljyt ja ravintorasvat 20 01 26* Muut kuin nimikkeessä 20 01 25 mainitut öljyt ja rasvat 20 02 Puutarha- ja puistojätteet, hautausmaiden hoidossa syntyvät jätteet mukaan luettuina 20 02 01 Biohajoavat jätteet 20 03 Muut yhdyskuntajätteet 20 03 01 Sekalaiset yhdyskuntajätteet 20 03 02 Torikaupassa syntyvät jätteet 20 03 04 Sakokaivolietteet 20 03 06 Viemäreiden puhdistuksessa syntyvät jätteet Biokaasuulaitoksen aine- ja ravinnetaseet eri prosessivaiheissa on kuvattu kuvassa 2. Kuva 2. Biokaasulaitoksen aine- ja ravinnetase 240 000 tn/a käsittelykapasiteetilla. Kemikaalit, polttoaineet ja vedenkäyttö Biokaasulaitoksella käytetään vähän kemikaaleja. Rutiinikäytössä olevat kemikaalit ovat lähinnä pesu- ja desinfiointiaineita. Lisäksi hajukaasujen ja rejektiveden käsittelyprosesseissa saatetaan käyttää peruskemikaaleja prosessin ph-tason säätämiseksi ja rikin tai typen yhdisteiden sitomiseksi. Tarvittaessa mädätteen vedenerotusta voidaan te-
11/43 hostaa polymeerin lisäämisellä. Kemikaalit varastoidaan asianmukaisesti kemikaalikonteissa vastaanottohallissa, erikseen merkityillä ja toisistaan erotetuilla (hapot ja emäkset) alueilla. Kemikaalien säilytyspaikat varustetaan lisäksi asianmukaisilla suoja-altailla. Käytettävät kemikaalit ja arvio käyttömääristä on esitetty taulukossa 3. Taulukko 3. Arvio biokaasulaitoksella käytettävistä kemikaaleista. Kemikaali Käyttötarkoitus Arvio käyttömäärästä tn/a Natriumhydroksidi Hajukaasujen käsittely, suodatinten pesu 5 40 (NaOH) rikkihappo/typpiahappo/ Hajukaasujen käsittely, rejektiveden käsittely 5 20 suolahappo Polymeeri Mädätteen linkokuivauksen tehostaminen 0 10 Natriumhypokloriitti/sitruunahappo Suodatinten pesu 2 5 Laitoksella käytetään varapolttoaineena polttoöljyä. Polttoainesäiliön tilavuus on korkeintaan 8 m 3. Polttoainesäiliö ja paikka varustetaan ja merkitään asianmukaisilla rakenteilla ja suoja-altailla. Biokaasulaitos kuluttaa vettä kalustojen pesussa noin 10 m 3 ja hajukaasujen käsittelyprosessissa noin 5-10 m 3 vuorokaudessa. Hajukaasujen käsittelyprosessissa käytetään laitoksen vedenkäsittelystä saatavaa vettä. Talousveden tarve laitoksella on siten arviolta noin 10 m 3 /vrk. Tuotteet ja tuotanto Biokaasu Biokaasussa on noin 60-70 % metaania ja 30-40 % hiilidioksidia. Biokaasu sisältää energiaa 6-7 kwh/m 3. Yhdestä kuutiosta käsiteltävää lietettä muodostuu metaania sen orgaanisen aineksen pitoisuudesta ja koostumuksesta riippuen 15 200 m 3, vastaten energiasisällöltään 15 200 l kevyttä polttoöljyä. Laitoksen käynnistysvaiheessa biokaasu on tarkoitus jalostaa laitoksen omissa CHP-yksikössä sähköksi ja lämmöksi. Ylijäämäsähkö on tarkoitus myydä valtakunnalliseen sähköverkkoon ja ylijäämälämpöenergia on tarkoitus hyödyntää muussa lähialueen teollisuudessa. Myös biokaasun liikennepolttoainekäyttömahdollisuuksia selvitetään edelleen. Mädäte, humus, lannoiterae Biokaasulaitosprosessin (murskaus alle 12 mm palakokoon, hygienisointi; 70 C, 60 min ja anaerobikäsittely mesofiilisessä prosessissa) tuloksena syntyy mädäte, sekä siitä linkokuivauksella erotettu typpirikas rejektivesi ja fosforipitoinen humus. Mädäte on sellaisenaan maanparannus- tai orgaaniseksi lannoitteeksi kelpaavaa eli peltokäyttöön soveltuvaa ainesta, mikäli raaka-aineena ei käytetä puhdistamolietettä. Käsittelyn tuloksena lietteiden kuiva-ainepitoisuus alenee, jolloin mädäte on nestemäisempää ja tasalaatuisempaa kuin raakaliete. Lietteen orgaanisen aineksen hajoamisen johdosta myös lietteen haju muuttuu ja hajua aiheuttavien orgaanisten yhdisteiden pitoisuus vähenee huomattavasti (>95 %). Anaerobisen käsittelyn aikana orgaanisen typen pitoisuus alenee ja ammoniumtypen pitoisuus kasvaa, jolloin lietteen peltokäytössä typpi on merkittävästi edullisemmassa muodossa kasvien ravinteena. Lisäksi lietteen mineralisoitumisen ansiosta peltolevityksen yhteydessä tapahtuva happikato ei ole yhtä merkittävä shokkitekijä kasveille kuin ilman käsittelyä.
12/43 Mädätteen lannoiteluokittelu on riippuvainen biokaasulaitoksen käsittelemistä raakaaineista. Kasvi- ja eläinperäisiä sivutuotteita ja jäännöstuotteita käsittelevän biokaasulaitoksen tuottama mädäte ja humusjae ovat orgaanista eläinperäistä lannoitetta (IB1-2) tai orgaanista eläinperäistä lannoiteliuosta (IB1-8). Mikäli biokaasulaitoksella käsitellään myös puhdistamolietteitä, ovat mädäte ja linkokuivauksessa erottunut humus maanparannuskompostin (ID2-1), tuorekompostin (ID2-3), tai maanparannusmädätteen (ID2-4) luokkaan kuuluvia orgaanisia maanparannusaineita. Orgaanisia maanparannusaineita voidaan käyttää sellaisenaan maanparannukseen ja eroosion estoon (maanparannuskomposti), maanparannusaineina vilja- ja energiakasveille sekä maisemointiin ja eroosion estoon (tuorekomposti ja maanparannusmädäte). Viherrakentamiseen ja muuhun kuin vilja- ja energiakasvien tuotantoon säädökset edellyttävät aineksen stabilointia esimerkiksi jälkikypsyttämällä. Humuksen määrän pienentämiseksi otetaan humuksen jatkojalostuksessa käyttöön bioterminen kuivaus- ja rakeistusprosessi, jossa lingolta saatava humusjae rakeistetaan ja kuivataan yli 90 % kuiva-ainepitoisuuteen 2-5 mm lannoiterakeiksi. Prosessi tapahtuu termistä kuivausta alhaisemmassa lämpötilassa siten, että aines hygienisoituu, mutta biologinen materiaali ei hajoa. Prosessi mitoitetaan siten, että kaikki laitoksella syntyvä humus voidaan jatkokäsitellä rakeiksi. Laitokselta on kuitenkin mahdollista edelleen toimittaa peltokäyttöön myös humusta välivarastohallissa tapahtuvan jälkikypsytyksen jälkeen. Typpineste, typpikonsentraatti Vedenerotuksessa muodostuva typpineste on ilman jatkokäsittelyä (typen konsentrointi) orgaanisena lannoitteena sellaisenaan käytettävää sivutuotetta (IB4-7). Mikäli biokaasulaitoksella käsitellään myös puhdistamolietteitä on typpineste maanparannuskompostin (ID2-1), tuorekompostin (ID2-3), tai maanparannusmädätteen (ID2-4) luokkaan kuuluvia orgaanisia maanparannusaineita. Veden konsentroinnissa lingolta saatava rejektivesi voidaan johtaa myös suoraan konsentrointiprosessiin. Konsentrointiprosessissa syntyvät ammoniakkivesi ja ravinnekonsentraatti on tarkoitus hyödyntää lannoitevalmisteena peltokäytössä. Tarvittaessa voidaan huomioida UPM:n tarvitsema ravinnelisä ottamalla rejektiveden typestä osa ammoniumsulfaattina talteen. Jakeille selvitetään myös muita hyötykäyttömahdollisuuksia lannoitevalmistekäytön ohessa (mm. savukaasujen puhdistus ja puhdistamoiden ravinnekäyttö). Eviran kanssa käytyjen lisäkeskustelujen mukaan laitoshyväksyntämenettelyssä todetaan laitokselle vastaanotettavat raaka-aineet ja tarkennetaan laitoksen lopputuotteiden käyttötarkoitus. Tuotantokapasiteetti Laitos rakennetaan enintään 240 000 (120 000 + 120 000) tonnin käsittelykapasiteetille. Toinen 120 000 tonnia on otettu huomioon laitoksen suunnittelussa mahdollisille UPM:n lietteille. Lietteiden sopivuutta ollaan vielä ympäristölupavaiheessa tutkimassa. Laitoksen mitoitusperusteena prosessialtaiden, säiliöiden ja pumppaustehojen osalta on käytetty 240 000 tn/a kapasiteettia, mikä vastaa noin 660 tn vuorokautista käsittelymäärää. Kapasiteetin kasvattaminen on siten huomioitu vastaanottovaiheesta hygienisointiyksiköihin saakka.
13/43 Paras käyttökelpoinen tekniikka (BAT) ja energiatehokkuus Biokaasulaitos edustaa parasta käyttökelpoista tekniikkaa lietemäisten ja biohajoavien jätteiden biologisessa käsittelyssä. Hakijan näkemyksen mukaan anaerobinen biohajoavien jätteiden keskitetty käsittely on myös ympäristön kannalta parhaan käytännön soveltamista. Elokuussa 2006 on julkaistu Euroopan Komission parasta käyttökelpoista tekniikkaa jätteiden käsittelyssä esittelevä asiakirja BREF-asiakirja (Reference Document on Best Available Techniques for the Waste Treatment Industries, August 2006). Asiakirjassa mainitaan anaerobinen käsittely ensimmäisenä biologisista jätteiden käsittelymenetelmistä. Anaerobisen käsittelyn käyttäminen eri biohajoavien jätteiden yhteiskäsittelynä tuo asiakirjan mukaan prosessille ja ympäristölle lisäarvoa. Biokaasulaitoksen osaprosessien osalta laitos edustaa parasta käyttökelpoista tekniikkaa hakemuksen mukaan seuraavasti: Vastaanotto BREF-asiakirjan mukaisesti parasta käyttökelpoista tekniikkaa on lietteiden ja kiinteiden jätteiden vastaanotto suljettuihin tiloihin sekä suljettujen altaiden ilmanvaihto ja tarvittaessa poistoilman käsittely, samoin kuin vastaanottohallin ilmanvaihtojärjestelmän toteuttaminen kohdennetuilla poistoputkistoilla. Vastaanottoaltaiden ja tilojen suunnittelu mahdollisimman lyhyellä viipymällä on myös parasta käyttökelpoista tekniikkaa samoin kuin vastaanottotilojen säännöllinen puhdistaminen. Lisäksi parasta käyttökelpoista tekniikkaa on automaattiovien käyttö vastaanottotiloissa. Jämsän biokaasulaitokselle toimitettavat raaka-aineet otetaan vastaan suljetussa hallissa, ja johdetaan suoraan suljettuihin altaisiin. Altaista ja vastaanottohallista poistetaan haisevat yhdisteet hallitusti hajukaasujen käsittelyyn tai kaasulinjaan hyödynnettäväksi. Hallista poistetaan ilmaa käsittelyyn kohdepoistoilla. Vastaanottoallas on suunniteltu siten, että lietemäärää voidaan säätää altaan pinnankorkeutta muuttamalla ja altaan maksimitilavuus mahdollistaa materiaalien vastaanottamisen vain arkipäivisin laitoksen toimiessa kuitenkin jokaisena viikon päivänä. Laitoksen omavalvontasuunnitelmassa huomioidaan laitoksen vastaanottotilojen puhtaanapito ja laitoksen käyttöhenkilöstön koulutuksessa kiinnitetään erityistä huomiota hygieenisten riskien välttämiseen. Vastaanottohalli varustetaan automaattisilla ovilla. Lisäksi BREF-asiakirja määrittelee parhaaksi käyttökelpoiseksi tekniikaksi laitoksen prosesseihin parhaiten soveltuvien jätteiden yhdistämisen, kuten puhdistamolietteen, orgaanisten teollisten jätteiden, elintarviketeollisuuden jätteiden, maatalouden jätteiden ja yhdyskuntien orgaanisten jätteiden yhdistämisen oikean ravinne- ja kosteustasapainon saavuttamiseksi, sekä jatkuvan kehitystyön ja toiminnan seurannan laitoksen prosessien ja ohjausjärjestelmien tehostamiseksi. Jämsän biokaasulaitoksella toteutetaan myös nämä menettelytavat. Homogenisointi Asiakirjan mukaisesti kaikki jätteiden mekaaniset prosessoinnit toteutetaan suljetuissa tiloissa. Jämsän biokaasulaitoksella homogenisointi toteutetaan tiiviissä esimädätysreaktorissa. Hajukaasujen käsittely Asiakirjan mukaan parasta käyttökelpoista tekniikkaa on käsitellä jätteiden vastaanotosta ja prosessoinnista muodostuvat haisevat yhdisteet. Parhaaksi käyttökelpoiseksi tekniikaksi BREF-asiakirja esittää biosuodattimen ja pesurin käyttöä. Jämsän biokaasulaitokselle toteutetaan hajukaasujen poisto ja johtaminen kaksivaiheiseen käsittelyyn vastaanottohallista, vastaanottoaltaasta sekä veden erotuksesta. Homogenisointisäiliöstä konsentroituneempi kaasu johdetaan biokaasulinjaan ja edelleen CHP-yksiköille hyödynnettäväksi.
14/43 Hygienisointi Asiakirja ei ota kantaa anaerobisen käsittelyn hygieenisten ominaisuuksien parantamiseen. Prosessi tuo kuitenkin merkittävää lisäarvoa laitoksen lopputuotteiden hygieeniseen laatuun ja näin ollen edustaa ympäristön kannalta parasta käyttökelpoista tekniikkaa. Hygienisointi lisää myös biokaasuntuottoa, ja näin ollen parantaa laitoksen energiatasetta. Biokaasun tuoton parantaminen on yksi BREF-asiakirjassa esitetyistä parhaista menettelytavoista. Anaerobinen käsittely Parhaan käyttökelpoisen tekniikan mukaista toimintaa on mm. seurata käsittelyyn johdettavien ja käsiteltyjen materiaalien COD, BOD, N, P ja Cl arvoja, kierrättää tarvittaessa jätevettä reaktoriin, maksimoida biokaasun tuotto ja termofiilinen käsittely. Jämsän biokaasulaitoksen anaerobiprosessi toimii mesofiilisella lämpötila-alueella, mutta osaprosessia edeltää hygienisointivaihe, jossa materiaali pidetään tunnin ajan 70 C lämpötilassa. Laitoksen biokaasun tuotto on maksimoitu ja tuotettu biokaasu hyödynnetään kokonaisuudessaan lämpönä ja sähkönä. Biokaasun puhdistaminen ja hyödyntäminen Asiakirjan mukaan anaerobisesta prosessista muodostuvan biokaasun polttamisesta muodostuvien haitallisten yhdisteiden määrää voidaan vähentää erityisesti rikkivedyn vähentämisellä poltettavasta kaasusta. Biokaasun hyödyntäminen sähköntuotannossa paremmalla kuin 30 % hyötysuhteella on parasta käyttökelpoista tekniikkaa. Jämsän biokaasulaitokselle toteutetaan rikin poisto biokemiallisessa pesurissa. Lisäksi rinnakkaisena rikinkäsittelyjärjestelmänä laitokselle toteutetaan aktiivihiilisuodatus, jolla varmistetaan rikinpoisto ja biokaasun hyötykäyttömahdollisuus biokemiallisen pesurin ollessa häiriö- tai huoltotilassa. Laitoksen CHP-yksiköiden sähköntuoton hyötysuhde (37-39 %) on huomattavasti korkeampi kuin BREF-asiakirjassa mainittu >30 %. Lannoitevalmisteiden jälkivarastointi Asiakirjan mukaisesti kaikki varastoinnit tulee toteuttaa siten, ettei maaperään pääse johtumaan haitallisia aineita. Jämsän biokaasulaitoksen lopputuotteiden välivarastointi toteutetaan tiiviissä säiliöissä ja katetussa humusvarastossa. Laitoksen rakenteet, tekniikka ja infrastruktuuri: - Laitosalue asfaltoidaan soveltuvin osin ja varustetaan sadevesien kaksoisviemäröintijärjestelmällä - Laitos varustetaan tarvittavilla suojaus- ym. rakenteilla (vuotojen esto, poistokaasujen käsittely ym.). - Laitosalueen pohja- ja muut eristerakenteet tehdään tiiviinä asetettujen vaatimusten mukaisesti. - Muodostuvien lopputuotteiden välivarastointi järjestetään asianmukaisesti. Nestemäinen typpilannoite varastoidaan tiiviissä säiliöissä ja humuslannoite tiiviillä, katetulla varastoalueella. Molemmille jakeille hankitaan ennen toiminnan käynnistämistä vuoden kapasiteetille riittävä varastointitila. - Laitoksen käsittelymenetelmät ja lopputuotteiden laatu täyttävät toiminnalle lainsäädännössä asetetut vaatimukset. - Laitoksessa käytettävät käsittelytekniikat ovat ajanmukaisia ja koeteltuja ratkaisuja. - Raaka-aineiden vastaanottoon, esikäsittelyyn, siirtoon ja prosessointiin liittyvien tilojen poistoilma ohjataan käsittelyyn. Haju- ja poistokaasujen käsittelyssä käytetään ajanmukaisia ja koeteltuja ratkaisuja. hajukaasujen käsittelylle toteutetaan varojärjestelmät. - Toimintaan liittyvissä kuljetuksessa pyritään ympäristövaikutusten lieventämiseksi suurempiin eriin. - Laitosalueelle järjestetään riittävä valvonta. Laitos voidaan liittää kaukovalvontaan.
15/43 Hoito, kunnossapito ja tarkkailu: - Toiminnanharjoittajalla on toiminnan laatuun ja laajuuteen nähden riittävä asiantuntemus. - Käsiteltävän lietteen, laitoksen lopputuotteiden ja toiminnassa muodostuvien päästöjen määrää sekä laatua tarkkaillaan säännöllisesti. Tarkkailu järjestetään ympäristöviranomaisen hyväksymien suunnitelmien mukaisesti. - Laitoksen toiminnasta raportoidaan valvoville viranomaisille (Ympäristökeskus ja Evira) säännöllisesti. Energian käyttö ja arvio käytön tehokkuudesta Biokaasulaitos tuottaa bioenergiaa biokaasun muodossa. Biokaasu on jalostettavissa edelleen lämmöksi, sähköksi ja liikennepolttoaineeksi. Tuotetun biokaasun määrä riippuu laitoksella prosessoitavien raaka-aineiden orgaanisen aineen pitoisuudesta. Taulukossa 4 on esitetty raaka-aineiden ominaiskaasuntuottopotentiaalit ja saatavan bioenergian määrä, sekä laitoksen omaan käyttöön kuluvan energian määrä. Taulukko 4. Biokaasulaitokselle vastaanotettavien materiaalien arvioidut määrät keskimäärin, ominaiskaasuntuotto eri jakeille ja vuositasolla tuotettavan bioenergian määrä. Laitoksen Jätejae Jätemäärä Ominaiskaasun- Tuotettu kapasiteetti tn/a tuotto bioenergia t/a m 3 CH 4 /tn MWh/a L a i t o k s e 240 000 Maatalouden sivutuotteet Lietelanta Kuivalanta Kasvisbiomassa 40 000 20 000 10 000 10 000 Laitoksen omaan käyttöön kuluu energiaa noin 12 % laitoksen tuottamasta energiamäärästä. Näin ollen laitoksen energiatase on vahvasti positiivinen. Laitoksen tuottama energia on uusiutuvista jäte- ja sivuvirroista jalostettua, paikallisesti tuotettua puhdasta bioenergiaa. Ylijäämäenergia on tarkoitus tuottaa laitoksella lämmöksi ja sähköksi. Sähkö johdettaneen valtakunnan verkkoon ja lämpöenergia hyödynnetään alueen muissa yrityksissä. Sopimuksia ylijäämäenergian hyödyntämisestä ei ole vielä solmittu. Arvio päästöjen vähentämistoimien ristikkäisvaikutuksista Biokaasulaitoksen toiminnasta merkittävimmät päästöt ovat päästöt ilmaan, lähinnä hajupäästöt, sekä liikenteen aiheuttamat pakokaasupäästöt. Laitoksella ilmapäästöjä vähennetään hajukaasujen käsittelyjärjestelmillä sekä rikinpoistojärjestelmillä. Järjestelmät kuluttavat energiaa, vettä ja kemikaaleja. Järjestelmien tarvitsema energia saadaan laitoksen tuottamasta bioenergiasta. Veden- ja kemikaalien kulutus on kohtuullista. Biohajoavien materiaalien anaerobinen käsittely vaikuttaa positiivisesti kasvihuoneilmiön ehkäisyyn; toisaalta uusiutuvan energian käyttäminen ja siitä biokaasuteknologian avulla tuotettu energia on ns. hiilidioksidineutraalia, koska käsiteltävä orgaaninen aines on lähtökohtaisesti peräisin kasvimateriaalista, joka sitoo kasvaessaan ilmakehän hiilidioksidia. Toisaalta uusiutuvan energian käyttäminen vähentää fossiilisten polttoaineiden käyttöä, millä voidaan todeta olevan nettokasvihuonekaasupäästöjä vähentävä vaikutus. Lisäksi biokaasuteknologian avulla mahdollistetaan sivutuotteiden jalostaminen 10 70 105 19 500 2 000 7 000 10 500 Teollisuuden sivutuotteet 100 000 50 50 000 Yhdyskuntien sivutuotteet Jätevesiliete 100 000 35 35 000 Yhteensä 240 000 104 500 Laitoksen käyttö (oma sähkön ja lämpöenergian kulutus) 8 000 Ylijäämä 96 500
16/43 ravinteikkaiksi ja hygieenisiksi lannoitteiksi, joiden käyttäminen vähentää teollisten lannoitevalmisteiden käyttöä. Lannoiteteollisuuden kasvihuonekaasupäästöt ovat erityisesti typpioksiduuli- ja CO 2 -päästöjä. Lisäksi sivuvirtojen anaerobinen hyödyntäminen vähentää materiaalien hallitsematonta hajoamista, jossa muodostuvat kasvihuonekaasut (typpioksiduuli, metaani) vapautuisivat ilmakehään. Biokaasulaitoksen vaikutusta kasvihuonekaasupäästöihin voidaan siten arvioida monin eri tavoin, eikä yhtenäistä käytäntöä ole vielä käytössä. Taulukossa 5 on esitetty kolme eri menetelmää biokaasulaitoksen aiheuttamalle kasvihuonekaasupäästövähenemälle. Taulukko 5. Biokaasulaitoksen kasvihuonekaasupäästövähenemien arvioinnissa käytettäviä laskentamallivaihtoehtoja. Laskentamalli Laskennan peruste Arvo Tuotetun biokaasun käyttö energiana Maatalouden lietteiden biokaasutuksen vaikutus varastoinnin co 2 päästövähenemään Jätteistä talteenottavan metaanikaasun mukainen CO 2 päästövähenemä *1 Vältetty fossiilinen polttoaine, esimerkiksi kevyt polttoöljy. 1 l polttoöljyä tuottaa palaessaan 2.74 kg CO 2 päästön. 1 m 3 metaanikaasua vastaa energiasisällöltään noin 1 l polttoöljyä. 10 kwh tuotettua bioenergiaa vähentää siten 2.74 kg CO 2 päästöjä. Lietteiden varastointi ja raakalietteen käyttö pelloilla aiheuttaa metaani-, hiilidioksidi ja typpioksiduulipäästöjä. Yhdistäen vältettyjen fossiilisten polttoaineiden vaikutuksen sekä biokaasulaitoksen jätteistä erottaman metaanikaasun khk-potentiaalin vähentäminen. 0.274 tn CO 2 -ekv / MWh Kirjallisuudessa (Asplund ym. 2005) esitetty arvoa 0.7 tn CO 2-ekv / MWh 0.274 + 1.32 = 1.596 tn CO2-ekv / MWh *1 : Laskelmassa huomioitu vaikutusta alentavana tekijänä biokaasulaitoksen prosessin tuottama hiilidioksidi Biokaasun tuotannon voidaan yllä esitetyn perusteella laskea aiheuttavan merkittäviä vähenemiä kasvihuonekaasujen osalta. Taulukossa 6 on esitetty laskennallisia kasvihuonekaasupäästövähenemäarvoja kolmea eri kerrointa hyödyntäen; 1. biokaasulaitoksen aiheuttama kasvihuonekaasupäästövähenemä vältetyn fossiilisen polttoaineen kautta (Wihersaari, 2005), 2. biokaasulaitoksen aiheuttama kasvihuonekaasupäästövähenemä Asplund ym. (2005) perusteella sekä 3. vältetyn fossiilisen polttoaineen sekä metaanikaasun muuttamisen hiilidioksidiksi aiheuttama yhteisvaikutus KHKpäästövähenemään. Taulukko 6. Biokaasulaitoksen KHK-päästövähenemät eri lähtöoletuksien osalta. CO 2 - vähenemäkerroin yksikkö Laitoksen CO 2 - vähenemä tn/vuosi 0.2741 *1 tn CO 2 -ekv / MWh 12 500 0.7002 *2 tn CO 2 -ekv / MWh 32 000 1.5963 *3 tn CO 2 -ekv / MWh 73 000 *1 : (Wihersaari 2005), *2 : (Asplund ym. 2005), *3 : Laskennallinen arvo huomioiden vältetyn fossiilisen polttoaineen käytön sekä metaanikaasun muuttamisen 23-kertaa vähemmän haitalliseksi hiilidioksidiksi ja lisäten biokaasun sisältämän hiilidioksidin vaikutuksen arvoa laskevana tekijänä YMPÄRISTÖKUORMITUS JA SEN RAJOITTAMINEN Jätevedet, päästöt vesiin ja viemäriin Jätevedet Laitokselta johdetaan typpinesteen konsentrointiprosessissa syntyvää jätevettä viereiselle UPM:n biologiselle puhdistamolle tehtävän sopimuksen mukaan (toimitetaan jälkikä-
17/43 teen). Ilman UPM:lle suunnattua erilliskäsittelyä, pelkästään jätevetenä syntyisi jätevettä noin 99 100 m 3 vuodessa. Arvio tässä tilanteessa puhdistamokuormituksesta on esitetty seuraavassa taulukossa. Käsittelytekniikan säädöt ja valinnat, sekä UPM:n kanssa tehtävä sopimus määrittää lopulliset arvot jätevesien laadusta ja määrästä. Konsentrointiprosessimenetelmänä voi olla ammoniumstrippausmenetelmä tai haihdutus- ja ioninvaihtomenetelmä. Konsentrointiprosessissa voidaan rejektiveden typestä ottaa osa talteen ammoniumsulfaattina. Taulukko 7. Jämsän biokaasulaitoksen arvioitu viemäröitävän jäteveden kuormitus vastaanottavalle jätevedenpuhdistamolle konsentroinnin jälkeen. Parametri Yksikkö Pitoisuus/ kuormitus Virtaama m 3 /vrk 375 Summavirtaama m 3 /vuosi 137 00 BOD7-pitoisuus mg/ltn 0,1 BOD7-summakuorma tn/vuosi 14 Ntot-pitoisuus kg/tn 0,5 Ntot-summakuorma tn/vuosi 69 P-pitoisuus mg/l < 1 P-summakuorma tn/vuosi < 0,1 Kiintoainepitoisuus mg/l < 1 Kiintoainekuormitus kg/vrk < 1 Kiintoaineen summakuorma tn/vuosi < 0,1 Vesien käsittely ammoniumstrippausmenetelmänä Biokaasulaitoksen mädätteen vedenerotuksessa käsitellystä lietteestä erotettu vesi käsitellään mikrobien, hienoaineksen, orgaanisen kuorman ja ammoniumtypen pitoisuuksien alentamiseksi, jolloin vesi on kierrätettävissä takaisin laitoksen prosesseihin ja rejektivedestä erotettu ammoniumtyppi on erotettavissa lannoite ja teolliseen käyttöön soveltuvaksi puhtaaksi ammoniakkiliuokseksi. Prosessissa käsiteltävä vesi johdetaan paineviemäriä pitkin vedenerotuksesta suoraan ilmastusaltaaseen johon on upotettu mikrosuodatinelementtejä (200 nm huokoskoko). Ilmastusvaiheen tarkoituksena on poistaa rejektiveden kiinto- ja hienoaines sekä bakteerit ja alentaa rejektiveden COD-, BOD- ja fosforipitoisuutta. Prosessin suunnittelussa pyritään välttämään nitrifikaatiota. Biokaasureaktoreista poistettavan mädätteen sisältämästä liukoisesta typestä noin 10 % on ammoniakkimuodossa, jonka oletetaan poistuvan ilmastusilman mukana prosessista. Ammoniakin haihtumisen johdosta ilmastusaltaan poistoilma kytketään laitoksen hajukaasujen käsittelyprosessiin ammoniakin talteenottamiseksi. Ilmastusvaiheessa muodostuva bioliete sekä suodatuksen konsentraatti palautetaan takaisin biokaasulaitoksen esimädättämöön. Suodatusjärjestelmässä käytetyt keraamiset kalvot kestävät hyvin mekaanista rasitusta. Kalvoelementit upotetaan ilmastusaltaaseen ja toimivat alipaineen alaisina, ts. suodatettu neste imetään kalvopinnan lävitse. Kalvot puhdistetaan automaattisesti vastavirtahuuhtelulla. Vastavirtahuuhtelun yhteydessä käytetään kerran viikossa myös puhdistuskemikaaleja (natriumhypokloriitti, sitruunahappo, NaOH). Suodatettu vesi johdetaan lämmönvaihtimen ja ph-arvon säädön kautta strippaukseen, jossa veden sisältämä ammoniumtyppi erotetaan pesurissa nesteestä ammoniakkikaasuna. Pesuri on täytekappalekolonni, jossa vesi johdetaan kolonnin yläosaan ilmavirtaa vastaan ja vesi poistetaan kolonnin alaosasta. Käsittelyssä kaasufaasiin erotettu ammoniakki johdetaan kaksivaiheiseen talteenottoprosessiin.