Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 011002EW 21.12.2001 Jätelaitosyhdistys ry Arvio Hyvinkään, Oulun ja Ämmässuon kompostointilaitosten toimivuudesta Osa B
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 1(35) Sisältö 1 JOHDANTO...2 2 KOMPOSTOINTILAITOSTEN NYKYTILANNE...2 2.1 Laitoksen alkuperäinen eli tarjouksen mukainen konstruktio...2 2.2 Tarjouspyynnössä esitetyt takuuarvovaatimukset...4 2.3 Tehdyt tai suunnitellut muutokset...5 2.4 Luvatut ja toteutuneet kokonaisinvestointikustannukset...6 2.5 Luvatut ja todetut käyttökustannukset...7 2.6 Luvatut ja todetut materiaalivirrat...10 2.7 Kompostoinnin proseduuri...12 2.8 Laitoksen prosessiparametrit ja ajotavat...18 2.9 Viranomaisvaatimukset...20 3 TUTKIMUKSET JA MITTAUKSET...22 3.1 Yhteenveto laitoksella tehdyistä tutkimuksista...22 3.2 Mittaustulokset...24 4 LAITOSTEN TEKNINEN TARKASTELU...27 4.1 Laitoksilla esiintyneet tekniset ongelmat...27 4.2 Tutkimustulosten ja sovittujen suureiden vertailu...30 5 YHTEENVETO...32
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 2(35) 1 JOHDANTO Tämän projektin osan tarkoituksena oli tarkastella tarkemmin kolmea biojätteen käsittelyyn käytettyä kompostointilaitosta. Projektin ohjausryhmä valitsi varsinaisiksi kohteiksi YTV:n Ämmässuon ja Oulun Jätehuollon Ruskon laitokset, koska ne ovat ainoat puhtaasti biojätteen käsittelyyn suunnitellut ja käytetyt laitokset. Lisäksi tarkasteltiin Kiertokapula Oy:n Hyvinkään laitosta, vaikka siellä ei kompostoidakaan pelkästään biojätettä vaan myös 0-kuitua, erilaisia lietteitä ja viljan kuorijätettä. Sitä ei ole tästä syystä myöskään aikanaan suunniteltu biojätteen käsittelyyn. Biojäte edusti tarjouspyynnössä esitetyistä syötteistä vain 18 %. Laitos on kuitenkin siirtymässä yhä enemmän käsittelemään yhdyskuntajätteestä erotettua biojätettä, joten sen mukaan otto vertailuun nähtiin perustelluksi. Tarkasteltavat laitokset edustavat lisäksi niitä tekniikoita, joita Suomeen on viime aikoina rakennettu. Ämmässuo on puhdas tunnelikompostointilaitos, Oulu on puhdas rumpukompostointilaitos ja Hyvinkää on näiden yhdistelmä. Kompostointilaitosten toimintaa ja laitteiden sekä rakennusten kuntoa selvitettiin haastattelemalla käyttöhenkilökuntaa, tutkimalla suunnittelutietoja ja tutustumalla laitoksiin. Laitosten investointi ja käyttökustannuksia selvitettiin haastattelujen, käyttöraporttien ja tarjousasiakirjojen avulla. Kompostointiprosessin toimintaa tutkittiin käyttöraporttien ja mittaustulosten perusteella. Mittaustuloksia täydennettiin ja yhtenäistettiin tekemällä lisämittauksia. Ongelmana kuitenkin oli, että Ämmässuon laitoksella oli juuri selvityksen aikaan noin 5 kuukautta kestänyt korjausseisokki, joten mittauksia ei voitu tehdä. Oulun laitoksen ilmastuksessa puolestaan oltiin tekemässä merkittävää muutosta, joten laajojen mittausten tekeminen ei ollut perusteltua. Mainittakoon, että tarkoituksena ei ollut verrata tekniikoiden paremmuutta, mikä vaatisi merkittävästi enemmän resursseja. Tilannetta tarkasteltiin enemmänkin yksittäisten laitosten toteutuksen onnistumisena. Tuloksia verrattiin kyseisen laitoksen tarjouspyyntöön ja tarjoukseen. Lähtökohdat laitosten toteutuksessa ovat olleet merkittävästi erilaiset, joten vertailu ei ole perusteltua ilman riittäviä tutkimustietoja. 2 KOMPOSTOINTILAITOSTEN NYKYTILANNE 2.1 Laitoksen alkuperäinen eli tarjouksen mukainen konstruktio Kaikki kolme kompostointilaitosta on toteutettu KVR -urakkamenettelyllä. Urakoitsija on suunnitellut ja rakentanut laitokset oman menetelmätietämyksensä mukaisesti. Tarjouspyynnöissä rakennuttajat ovat määrittäneet laitosten mitoituksen, laitoskonstruktion päätoiminnoittain ja sekä ympäristön huomioon ottamisessa vaadittavat seikat ja kompostituotteille asetetut vaatimukset. Muita tarjouspyynnöissä esitettyjä asioita olivat rakennuspaikkaan ja laitoksen käyttöön liittyvät tekijät sekä urakan läpiviemiseen liittyvät hallinnolliset asiat. Taulukkoon 1 on kerätty pääkohdittain kompostointilaitosten tarjouksen mukainen konstruktio.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 3(35) Taulukko 1. Kompostointilaitosten tarjouksen mukainen konstruktio pääkohdittain. Kokonaistilavuus - Rummut Kokonaistilavuus Tunnelit Tehollinen tilavuus Hyvinkää Oulu Ämmässuo 2 2 kpl 160 m3 = 3 kpl 125 m3 = ---- 320m3 375 m3 3 kpl 40 m2 = ---- 9 kpl 120 m2= 120 m2 1.080 m2 Rummut: Rummut: Tunnelit: 160-180 m3 190-210 m3 2.700-3.250 m3 Tunnelit: 480-540 m3 Suunniteltu viipymäaika Rummut: 3 vrk Tunnelit: n.4 vrk Yhteensä: 7 vrk Rummut: n.7 vrk Tunnelit: 1+1 vkoa, Yhteensä 2 vkoa Tukiaine Hake Turve Hake, kierräte Esikäsittely Ilmastustapa Kaasunkäsittely Prosessissa vaihdettavan ilman määrä puhallintietojen mukaan Esikompostointilaitoksen pinta-ala Jälkikypsytyksen pinta-ala Murskaus seulakauhalla, massan siirto pyöräkuormaajall a, sekoitus ruuvikuljettimilla Rummuissa massaan ja rummun vapaaseen ilmatilaan, tunneleissa imemällä ilmaa ylhäältä alaspäin massan läpi, ilman kierrätys Syöttö kuljettimilla, kiinteä leikkaava murskain, sekoitus ruuvikuljettimilla Rumpujen vapaan tilan ilmanvaihto, massan ilmastus rumpujen pyöriessä Murskaus seulakauhalla, sekoitus ja massan siirto pyöräkuormaajalla Puhaltamalla ilmaa massaan alhaalta ylös, ilman kierrätys. Happopesuri ja Poistokaasun Happopesuri ja biosuodin otsonointi biosuodin max. 6.120 m3/h max. 3.600 m3/h max. 68.100 m3/h 662 m2 608 m2 3700 m2 2 ha n.1 ha 5,2 ha Hyvinkään kompostointilaitoksella prosessitoimittaja on toiminut pääurakoitsijana, jolloin sekä laitetoimitukset että rakentaminen ovat sisältyneet urakkaan. Oulun ja Ämmässuon kompostointilaitoksilla rakentaminen ja prosessitoimitukset oli eriytetty erillisiksi urakoiksi. Suunnitteluvaiheessa prosessitoimittaja määritteli tarvittavat tilat ja prosessilaitteiston asettamat vaatimukset rakenteille. Prosessitoimitukseen sisältyivät kompostointireaktorit ja muut prosessilaiteet sekä prosessin käynnistäminen. Kaikissa
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 4(35) kolmessa kompostointilaitoksessa tilaaja on rakentanut jälkikypsytykseen tarvittavat kentät. Hyvinkään ja Ämmässuon kompostointilaitoksilla tilaaja on hankkinut laitoksen käyttöä varten tarvittavan konetyön ulkopuoliselta urakoitsijalta. Oulun laitoksella tilaaja hoitaa tarvittavat konetyöt itse. Laitokset on rakennettu tarjousten mukaisesti ja toimivat edelleen alkuperäisiin kompostointireaktoreihin perustuen. Niihin on tehty jälkeenpäin muutoksia, joita kuvataan tässä selvityksessä jäljempänä. 2.2 Tarjouspyynnössä esitetyt takuuarvovaatimukset Kompostointilaitoksille asetetut takuuarvovaatimukset ovat koskeneet laitoksen kapasiteettia, käyttökustannuksia, kompostituotteen laatua ja hajupäästöjä. Kompostituotteelle asetetut takuuarvovaatimukset perustuvat pääosin saksalaiseen ohjeistoon LAGA M10, Merkblatt M 10 (über Qualitätskriterien und Anwendungsempfehlungen für Kompost) ja suomalaiseen kompostityöryhmän mietintöön 67 (Ympäristöministeriö, 1992). Asetetut takuuarvovaatimukset on koottu taulukkoon 2. Muut tarjouspyynnössä esitetyt vaatimukset ovat kohdistuneet urakan läpiviemiseen liittyviin tekijöihin kuten rakennuspaikkaan, tilaajan toimittamiin hyödykkeisiin, työnaikaiseen laadunvalvontaan ja työvoiman käyttöön. Taulukko 2. Kompostointilaitosten takuuarvovaatimukset tarjouspyynnön mukaan. Vaatimus Hyvinkää Oulu Ämmässuo Välituotteen Rottegrad II-III Käytetään kompostituotteen laadun arvioinnissa Välituotteen Kosteuden alenema 40-60 % <50 % kosteus 20% syöteseoksesta Kapasiteetti 17.000 t/a 6.000 t/a 30.000 t/a Kasvin siementen itävyys ----- Kompostituotteessa ei saa esiintyä Hygieenisyys Hygienisoitava 3 vrk 55 ºC:ssa Orgaanisen aineen häviö Hajukaasut 600 HY/m3 tai 95 % reduktio Ammoniakki < 5 ppm tai 95 % reduktio Käyttökustannukset Käyttökustannusten yläraja määritellään urakkasopimuksessa kasvin siemeniä Kompostituotteessa ei saa esiintyä taudinaiheuttajabakteereja ----- Käytetään kompostituotteen laadun arvioinnissa II-III 2 % siemenistä saa itää Salmonellakoe, ei indikaatiota >15 % 95 % reduktio 95 % reduktio 85 % reduktio 85 % reduktio Käyttökustannusten yläraja määritellään urakkasopimuksessa Käyttökustannusten yläraja määritellään urakkasopimuksessa
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 5(35) 2.3 Tehdyt tai suunnitellut muutokset Kompostointilaitoksissa on tehty muutoksia teknisten ongelmien ja prosessissa ilmenneiden puutteiden korjaamiseksi. Tekniset ongelmat ovat liittyneet pääosin jätteiden erikäsittelyyn ja erilaisten kuljettimien toimintaan. Prosessiin liittyvät ongelmat ovat kaikilla laitoksilla liittyneet kompostimassan ilmastukseen. Seuraavassa on esitetty Hyvinkään, Oulun ja Ämmässuon kompostointilaitosten rakentamisen jälkeen laitteistossa tai konstruktiossa tehdyt merkittävimmät muutokset luettelomaisesti. Tarkemmin tehtyjä muutoksia ja korjauksia käsitellään kappaleessa 4.1 Laitoksilla esiintyneet tekniset ongelmat. HYVINKÄÄN KOMPOSTOINTILAITOS Esikäsittelyä varten on rakennettu tekstiilihalli jätteiden vastaanottoa ja esikäsittelyä varten. Esikäsittelylaitteistoa on lisätty kiinteällä murskaimella ja rumpuseulalla. Laitoksen ilmastusjärjestelmää on muutettu. Rumpujen suoraan kompostimassaan tapahtuvan ilmastuksen tehoa on lisätty rumpujen etupäähän asennetuilla sivukanaalipuhaltimilla. Biosuotimen ilman virtaussuunta on vaihdettu alhaalta ylöspäin suuntautuvaksi ja lisäksi hajunpoiston tehokkuutta on lisätty kemiallisella suodattimella. Suunnitteilla on sekä rumpujen että tunneleiden ilmastuksen tehostaminen. Myös kompostointirakennuksen ilmanvaihtoa tehostetaan Korjaustöiden yhteydessä tullaan myös parantamaan kuljettimien rakennetta paremmin kulutusta kestäväksi ja huoltotöiden helpottamiseksi. OULUN KOMPOSTOINTILAITOS Jätteiden vastaanoton ja murskaimen syötön kapasiteettia on lisätty vastaanottolavalla. Poistokaasujen johtamiseksi ulkoilmaan on rakennettu 9,5 m korkea poistoilmapiippu lisäyksenä alkuperäisiin suunnitelmiin. Hydraulisten syöttökuljettimien rakennetta ja materiaaleja on muutettu toimintavarmuuden ja syöttökapasiteetin parantamiseksi. Sekoitusruuvikuljettimien moottoritehoja on lisätty tukkeutumisen ehkäisemiseksi Murskaimen jälkeen on lisätty ruuvikuljetin tukkeutumisien ehkäisemiseksi
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 6(35) Poistoilmapuhaltimien materiaaleja ja rakennetta on vaihdettu korroosion kestävyyden ja toimintavarmuuden parantamiseksi. Kompostointilaitoksella on aloitettu muutostyöt kompostointirumpujen ilmastuksen parantamiseksi. Rumpuihin rakennetaan rummun vaipasta massan läpi tapahtuva ilmastus vapaan tilan ilmanvaihtoon perustuvan ilmastuksen lisäksi. Murskaimen ja sen syöttökapasiteetin parantamiseksi etsitään ratkaisuja. ÄMMÄSSUON KOMPOSTOINTILAITOS Ilmastusjärjestelmää on muutettu siten, että tunneleista poistettava ilma voidaan kierrättää takaisin prosessiin. Prosessin ajotapaa on muutettu siten, että kompostimassan viipymäaika tunneleissa piteni kahdesta viikosta neljään viikkoon. Lattian alla sijaitsevat jätevesisäiliöt korvataan uusilla vuotojen takia. Tunneleiden poistoviemärit siirretään lattian alta tekniseen tilaan lattian yläpuolelle huoltotöiden ja toiminnan tarkkailun helpottamiseksi. Vastaanottotilan lattia pinnoitetaan purkupaikkojen kohdilta. Tunneleiden betonielementtien saumoja tiivistetään sekä jäteveden että vesihöyryn vuotojen estämiseksi. Jälkikypsytys siirretään katettuun tilaan hajuhaittojen ehkäisemiseksi. Kompostimassan viipymän pidentämisen johdosta kompostointilaitoksen lisäkapasiteetin rakentamista on suunniteltu. 2.4 Luvatut ja toteutuneet kokonaisinvestointikustannukset Taulukkoon 3 on koottu tähän mennessä toteutuneet investointikustannukset. Kaikilla tarkastelussa mukana olleilla laitoksilla on tekeillä ja suunnitteilla muutostöitä, joista ei ole käytettävissä kustannustietoja. Hyvinkään kompostointilaitoksen kohdalla esitetyn muutostyön hintaan sisältyy esikäsittelyhallin ja esikäsittelylaitteiston hankinta sekä kemiallinen suodatin. Urakoitsijan tekemät muutokset eivät ole mukana tässä luettelossa. Oulun kompostointilaitoksen lisäkustannus koskee pääosin jätteen vastaanottolavan hankinnasta aiheutuneita kustannuksia. Rumpujen ilmastusjärjestelmän muutostöistä aiheutuvia lopullisia kustannuksia ei ole vielä tiedossa.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 7(35) Ämmässuon kompostointilaitoksella muutos ja korjaustyöt ovat vielä kesken. Lopullisia kustannustietoja ei ole käytettävissä. Taulukko 3. Kompostointilaitosten investoinnista ja muutostöistä aiheutuneet tiedossa olevat kustannukset marraskuussa 2001 (milj. FIM). Investointikustannus Hyvinkää Oulu Ämmässuo Alkuperäisen 5,5 6,0 35,0 laitoksen hinta Tehdyt muutokset/ 3,0 0,2 Muutostyöt kesken lisäykset (Perusparannus alkamassa) Muutostyöt kesken Yhteensä 8,5 6,2 - Lopullisia tarkkoja investointikustannuksia ei ole laitoksilta saatavissa, koska muutostyöt ovat vasta alkamassa. Tonnikohtaiset investointikustannukset ovat olleet suunniteltua materiaalimäärää kohti välillä 500-1200 mk/t ja käytännössä toteutunutta määrää kohti välillä 1300-2700 mk/t. Laskelmiin on tällöin otettu mukaan alkuperäinen investointikustannus ja tehdyt muutokset. 2.5 Luvatut ja todetut käyttökustannukset Seuraavassa on esitetty urakoitsijan tarjouksen aikana esittämät käyttökustannukset sekä todetut käyttökustannukset. HYVINKÄÄN KOMPOSTOINTILAITOS Taulukkoon 4 on koottu Hyvinkään kompostointilaitoksella vuonna 2001 toteutuneet ja tarjouksen mukaiset käyttökustannukset. Kustannuksia on tarkasteltu vuoden pituisella jaksolla. Toteutuneiden käyttökustannusten laskennassa on käytetty keskimääräisiä henkilötyön ja konetyön menekkejä. Laitoksella suurimmat yksittäiset kulut ovat syntyneet pyöräkonetyöstä ja huoltokuluista. Taulukosta käy ilmi, että laitoksen kustannukset ovat todellisuudessa varsin paljon suuremmat kuin, mitä tarjouksessa aikanaan on esitetty. Merkittävimmät poikkeamat tarjouksessa esitettyyn kustannukseen ovat seuraavat: - henkilötyö: urakotisija on esittänyt vain 0,2 henkilön tarvetta ja todellisuudessa tarve on lähes viisinkertainen. - pyöräkonetyö: toteutuma on 2,6-kertainen tarjoukseen verrattuna - muut tarveaineet: kemiallisen suotimen materiaali tullut jälkeenpäin, koska alkuperäisellä laitteistolla ei saatu hajukaasujen pitoisuutta tarpeeksi matalaksi - huolto ja varaosat: yli 10-kertainen tarjoukseen verrattuna Tässä tapauksessa kustannuksien vertailu ei kuitenkaan ole yksiselitteinen, sillä laitoksen päämateriaali on nykyään aivan muuta kuin, mihin tarjousta aikanaan pyydettiin (0-kuitua 60 % syötteestä). Nykyinen pääsyöte on biojäte, joka on tulee
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 8(35) pääosin optisesta lajittelusta ja sisältää runsaasti epäpuhtauksia kuten muovia, tekstiilejä ja metalleja. Etenkin metallit ovat rikkoneet usein mm. murskainta, jolle on jouduttu tekemään suurehkoja korjaustoimenpiteitä. Lisäksi epäpuhtaudet ovat aiheuttaneet runsaasti tukoksia, jolloin laitoksen kapasiteetti on laskenut ja sitä kohti laskettu käsittelykustannus on vastaavasti noussut. Tehtyjen parannusten myötä jätteen sisältämien epäpuhtauksien aiheuttamat ongelmat on saatu vähenemään huomattavasti ja esikäsittelyyn tarvittava aika on saatu putoamaan noin puoleen. Tehtyjen parannusten vaikutus yksikkökustannuksiin ei ole vielä nähtävissä käytössä olleissa kustannustiedoissa. Tehtyjen ja uusien parannusten myötä yksikkökustannusten odotetaan laskevan merkittävästi. Taulukko 4. Hyvinkään kompostointilaitoksella vuonna 2001 toteutuneet ja tarjouksen mukaiset käyttökustannukset. Kustannustekijä Henkilötyö Yksikköhinta 120 mk/h Tarjous 180.000 mk/a Määrä 2001 Kustannus 2001, mk Tarjouksen mukainen määrä Tarjouksen mukainen kustannus, mk 2.080 h 249.000 0,2 hlö 36.000 Pyöräkonetyö 200 mk/h 2.210 h 442.000 840 h/a 168.000 Tukiaine 38 mk/m3 Tarjous 35 mk/m3 3.020 m3 114.760 4.800 m3/a 168.000 Sähköenergia 0,4 mk/kwh 180.000 72.000 94.000 37.600 kwh mk/kwh Kemiallinen 102.000 mk/ 1 kerta/ 102.000 - - suodatin kerta vuosi muut 24 mk/t - - 24 t/a 36.000 tarveaineet Huolto ja 469.600 mk 1 469.600 40.000 mk 40.000 varaosat Yhteensä - 1.449.360-485.600 Kustannus / suun.jätemäärä - - - - 29 mk/t Kustannus / käs.jätemäärä - - 221 mk/t - 74 mk/t OULUN KOMPOSTOINTILAITOS Oulun kompostointilaitoksen käyttökustannuksia on laskettu tammi - lokakuussa 2001 toteutuneiden työ- ja hyödykemenekkien perusteella. Menekkitiedot on muutettu vastaamaan vuoden pituista jaksoa. Kustannustiedot on koottu taulukkoon 5. Kemikaalija muita lisäainekustannuksia laitoksella ei ole syntynyt.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 9(35) Suurimmat erot toteutuneissa ja tarjouksen mukaisissa kustannuksissa on henkilötyön ja konetyön menekissä. Ero toteutuneessa ja tarjouksen mukaisessa sähkön kulutuksessa selittyy murskaimen käytöstä, jota alkuperäisessä tarjouksessa ei ollut mukana. Taulukko 5. Oulun kompostointilaitoksen käyttökustannukset. Kustannustiedot on laskettu vastaamaan vuoden pituista ajan jaksoa. Kustannustekijä Yksikköhinta Määrä 2001 Kustannus 2001 mk Tarjous, määrä Tarjous, kustannus mk Henkilötyö 120 mk/h 2.080 h 249.600 260 h 31.200 Pyöräkonetyö 200 mk/h 260 h 52.000 130 h 26.000 ***) Tukiaine 23 mk/h (2001) 3.730 m3 85.790 9.000 m3 270.000 30 mk/h, tarjous Sähköenergia 0,31 mk/kwh 130.000 kwh *) Huolto ja 40.300 85.000 26.350 kwh - - 30.000 **) - 50.000 varaosat Yhteensä - - 458.290-403.550 Kustannus / - - - - 67 mk/t suun. määrä Kustannus / - - 228 mk/t - 200 mk/t käs. määrä Häiriöttömällä ajolla laitoksen kapasiteetin on arvioitu olevan noin 3.500 t/a, jolloin kustannukseksi käsiteltyä jätetonnia kohti muodostuu noin 140 mk/t. *) Arvio prosessin tarvitsemasta sähköenergiasta **) Arvio lopullisen hinnan puuttuessa. ***) Ei sisällä jälkikypsytykseen liittyvää pyöräkonetyötä Taulukosta käy ilmi, että laitoksen kustannukset ovat todellisuudessa varsin paljon suuremmat kuin, mitä tarjouksessa aikanaan on esitetty. Merkittävimmät poikkeamat tarjouksessa esitettyyn kustannukseen ovat seuraavat: - henkilötyö: urakotisija on esittänyt vain noin 0,2 henkilön tarvetta ja todellisuudessa laitos työllistää yhden päätoimisen prosessinhoitajan. - pyöräkonetyö: toteutuma on 2-kertainen tarjoukseen verrattuna Käsiteltyä jätetonnia kohden laskettu kustannus on suunniteltuun verrattuna kolminkertainen, koska laitoksen kapasiteetti on tällä hetkellä vain noin kolmasosa suunnitellusta. Häiriöttömällä toiminnalla laitoksen käyttökustannukset jätetonnia kohti laskevat noin 38 % nykyisestä. Tässä tapauksessa kaikkia kustannuksia ei ole vielä saatu todellisuudessa selvitetyksi, joten kokonaiskustannusten vertailu on suuntaa-antava ja se ei ole aivan totuuden mukainen.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 10(35) ÄMMÄSSUON KOMPOSTOINTILAITOS Seuraavassa on esitetty urakoitsijan tarjouksen aikana esittämät käyttökustannukset sekä takuuajojen perusteella todetut käyttökustannukset. Kolmen takuuajon tulokset on koottu taulukkoon 6. Taulukossa olevat käyttökustannukset on laskettu noin kuukauden pituisen takuuajojakson perusteella, jolloin ne kuvaavat häiriötöntä ajoa. Koska kustannuksiin ei sisälly korjaus ja huoltokustannuksia, niitä ei voida suoraan verrata muiden tarkastelussa mukana olleiden laitosten käyttökustannuksiin. Taulukko 6. Ämmässuon kompostointilaitoksen käyttökustannukset kolmen takuuajon perusteella. Kesätakuuajo 1998 mk/a Talvitakuuajo 1999 mk/a Talvitakuuajo 2000 mk/a Työtunnit 872.172 998.855 817.301 Sähkönkulutus/prosessi 288.121 358.154 418.813 Lämpöenergia 3.964 8.691 6.403 Liikkuvien koneiden 44.664 62.432 46.507 polttoaine Tukiaineet 71.694 157.688 186.846 Käyttövesi 27.146 6.715 33.269 Jätevesi 30.858 10.060 33.875 Rejekti kaatopaikalle 0 0 0 Rikkihappo 20.220 21.986 42.353 Lipeä 13141 85.857 38.411 Yhteensä 1.372.179 1.710.438 1.623.777 Toimintatakuuraja Alitus (+) / ylitys(-) 1.652.800 280.621 1.652.800-57.638 1.652.800 29.023 Kustannus / käs. määrä 55 mk/t 56 mk/t 53 mk/t Takuuajojen jälkeen kompostimassan viipymää laitoksessa on pidennetty 2 viikosta 4 viikkoon, jolloin vuoden aikana käsiteltävän jätteen määräksi on arvioitu noin 13.000 t/a. Kustannus / käsitelty jäte määrä muutosten jälkeen on noin 130 mk/t. Taulukosta voidaan todeta, että takuuajoissa syntyneet kustannukset ovat olleet keskimäärin hieman pienemmät kuin urakkasopimuksessa on sovittu toimintatakuurajaksi (1.652.800 mk). Yksittäisten kustannuskomponenttien vertailua ei tässä voida tehdä, koska niiden takuurajaa ei ole ilmoitettu. Ajotapaan tehtyjen muutosten jälkeen käsiteltyä jätetonnia kohti laskettu kustannus kaksinkertaistuu. 2.6 Luvatut ja todetut materiaalivirrat HYVINKÄÄN KOMPOSTOINTILAITOS Taulukossa 7 on esitetty vuonna 2000 toteutuneiden sekä tarjouksessa esitettyjen materiaalien määrät.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 11(35) Taulukko 7. Hyvinkään kompostointilaitoksessa käsitellyt materiaalit vuonna 2000 ja tarjouksen mukaiset materiaalimäärät. Materiaali 2000 Tarjouksen mukaan t/a m3/a t/a 0-kuitu 644 770 10.000 Teollisuusliete 1.537 3.322 3.000 puhdistamoliete 1.521 1.562 0 erilliskerätty biojäte 2.502 3.938 3.000 viljankuori 352 924 1.000 Jätteet yhteensä 6.556 10.516 17.000 Tukiaine 962 3.020 2.500 Taulukosta on nähtävissä, että käsiteltyjen jätteiden määrät ovat toteutuneet likimain suunnitelmien mukaisesti lukuun ottamatta 0-kuitua, joka nykyisin lisätään kompostin seosaineeksi vasta jälkikypsytyksen yhteydessä. Runsaasti biologisesti hajoavaa ainesta sisältäviä jätteitä ja lietteitä käsitellään siten suunnilleen tarjouspyynnössä esitetyt määrät. Merkille pantavaa on tukiaineen pieni määrä suhteessa jätteen määrään. Seossuhde on noin 1:0,3 tilavuutena mitattuna. Vähäinen tukiaineen tarvetta selitetään sillä, että osa jätejakeista toimii tukiaineen tavoin (0-kuitu, viljankuori). Vuoden 2000 syksyn jälkeen laitoksessa ei ole käsitelty puhdistamolietettä. OULUN KOMPOSTOINTILAITOS Taulukossa 8 on esitetty Oulun kompostointilaitoksen vuosittainen syötemateriaalien ja tarjouksen mukainen määrä. Vuosittaisen syötemateriaalien määrän laskennassa on käytetty vuoden 2001 tammi lokakuun tietoja, jotka on muutettu vastaamaan vuoden pituista ajanjaksoa. Taulukko 8. Oulun kompostointilaitoksen syötemateriaalien toteutunut määrä vuonna 2001 ja tarjouksen mukaan. Materiaalit 2001 Tarjouksen mukaan t/a m3/a t/a erilliskerätty 2.010 2.512 5.000 biojäte teurasjäte - - 1.000 Jätteet yhteensä 2.010 2.512 6.000 Tukiaine 1.055 3.733 1.800 Kompostointilaitoksessa käsiteltyjen jätteiden määrä on noin kolmasosa mitoituksen mukaisesta määrästä. Alhainen syötemäärä johtuu murskaimen pienestä syöttökapasiteetista ja huoltotöistä aiheutuneista tauoista. Jos huoltotöistä aiheutuneet tauot jätetään huomioimatta laitoksen syöttökapasiteetti on noin 3.500 t/a. Biojätteen ja tukiaineen seossuhde on ollut keskimäärin 1:1,3 tilavuusosina mitattuna.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 12(35) ÄMMÄSSUON KOMPOSTOINTILAITOS Taulukkoon 9 on koottu Ämmässuon kompostointilaitoksessa käsiteltyjen jätteiden määrät vuonna 2000 sekä tarjouksen mukaiset määrät. Taulukko 9. Ämmässuon kompostointilaitoksessa käsiteltyjen jätteiden määrät vuonna 2000 ja tarjouksen mukaiset määrät. Materiaalit 2000 Tarjouksen mukaan t/a m3/a t/a erilliskerätty biojäte 24.057-30.000 teollisuusbiojäte 6.423 - - jätteet yhteensä 30.480-30.000 tukiaine 8.785* 28.907 9.000 *) Tukiaineen kokonaismäärästä oli 2888 kierrätyshaketta ja 5897 t uutta haketta. Tulosten perusteella käsiteltyjen jätteiden ja tukiaineen määrät ovat olleet tarjouspyynnön mukaisia. Vuonna 2000 osa biojätteestä on luokiteltu teollisuusbiojätteeksi. Käytetystä tukiaineen kokonaismäärästä oli kierrätetyn hakkeen osuus noin 33 p-%. Kompostointilaitoksen vuosiraporteissa ei ole esitetty käsitellyn biojätteen tilavuutta. Jos biojätteen tilavuuspainona käytetään 800 kg/m3, tulee jätteen ja tukiaineen seossuhteeksi tilavuusosina mitattuna 1:0,76. Huhtikuun 2001 jälkeen ajotapaa on muutettu siten, että laitoksen kapasiteetiksi arvioidaan muodostuvan noin 13.000 t/a. 2.7 Kompostoinnin proseduuri Seuraavassa on esitetty kuvaus kompostointilaitosten nykyisestä kompostointiproseduurista. HYVINKÄÄN KOMPOSTOINTILAITOS Hyvinkään kompostointilaitoksen toiminnasta voidaan erottaa toiminnallisesti viiteen osakokonaisuuteen: Esikäsittely Rumpukompostointi Tunnelikompostointi Jälkikypsytys Hajukaasujen käsittely Kuvassa 1 on esitetty laitoksen kompostointiprosessin periaate kaaviokuvana.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 13(35) Kuva 1. Hyvinkään kompostointilaitoksen prosessi kaaviokuvana Esikäsittely Jätteet vastaanotetaan esikäsittelyhallin lattialle kolmella betoniseinällä rajattuun laakasiiloon. Jäte annostellaan pyöräkuormaajalla murskaimeen. Murskattu jäte siirretään hihnakuljettimilla rumpuseulaan ja edelleen hallin lattialle kasaan. Prosessissa käytettävä tukiaine säilytetään esikäsittelyhallin ulkopuolella kasoissa. Tukiaine ja biojäte siirretään pyöräkuormaajalla kompostointirummun syöttölavoille. Lopullinen jätteiden ja tukiaineen sekoittaminen tapahtuu rumpua syöttävässä kaksoisruuvissa. Rumpukompostointi Laitoksessa on kaksi tilavuudeltaan 160 m3 kompostointirumpua. Rumpu on vaakatasoon asennettu teräslieriö, joka pyörii keskiakselinsa ympäri. Rummut on tuettu molemmista päistä telipyörästön varaan ja rumpuja pyöritetään hydraulisylinterillä ns. säppipyörätekniikkaan perustuen. Kompostimassan viipymä rummussa on noin 3-4 vrk. Rumpukompostoinnin aikana massaan puhalletaan ilmaa sekä rummun syöttöpään että purkupään päätylaipan kautta. Rummun syöttöpäästä ilmaa puhalletaan jatkuvasti massaan kolmen (3) suuttimen kautta. Suuttimet on kiinnitetty kiinteään päätylaippaan ja ilma purkautuu noin 20 cm:n etäisyydeltä päätylaipasta. Rumpujen purkupäästä ilma puhalletaan kompostimassaan rummun pyörityksen ollessa pysähdyksissä. Rummun kehälle on sijoitettu kolme neljän putken ryhmää, joiden kautta ilman syöttö tehdään. Rummun sisäpintaan kiinnitettyjen putkien pituudet vaihtelevat siten, että ilman purkukohdat ovat samansuuruisten etäisyyksien päässä toisistaan rummun pituussuunnassa. Kompostikaasut poistetaan rummun vapaasta ilmatilasta purkupään päätylaipan kautta. Myös rummun vapaaseen ilmatilaan syötetään raikasta ilmaa purkupään päätylaipan kautta.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 14(35) Rummun pyöriessä kompostimassa liikkuu rummun pituussuunnassa sisäpintaan kiinnitettyjen siivekkeiden avulla. Rummun purkupäästä kompostimassa puretaan ruuvikuljettimella rummusta jakokuljettimelle, joka jakaa kompostimassan kypsytystunneleihin. Jakokuljetin on pohjastaan avoin ruuvikuljetin, joka aumaa kompostimassan tunneliin edeten tunnelin etupäästä kohti ovea. Tunnelikompostointi Laitoksessa on kolme pinta-alaltaan 40 m2 suuruista kompostointitunnelia. Tunnelit ovat 3 m korkeita betonirakenteisia altaita, joiden lattiaan on sijoitettu ilmastuskanava. Ilmastuskanava on täytetty hakkeella. Lisäksi tunnelin pohjalle levitetään hakepatja ennen tunneli täyttöä. Hakepatja toimii ilmaa jakavana kerroksena. Tunneleiden ilmastus tapahtuu imemällä ilmaa ylhäältä alaspäin kompostimassan läpi. Tunnelit tyhjennetään pyöräkuormaajalla noin 5-10 vrk viipymäajan jälkeen. Vaihtelu viipymäajassa johtuu tunnelin täyttötekniikasta. Peräpäähän täytetty massa viipyy tunnelissa oven puolelle täytettyä massaa pidempään. Jälkikypsytys Kompostimassa siirretään jälkikypsytykseen ulos asfaltoidulle kentälle. Aumaamisen yhteydessä kompostimassaan sekoitetaan 0-kuitua seossuhteessa 1:1 tilavuusosina mitattuna. Jälkikypsytysajan pituus on noin yksi vuosi. Jälkikypsytysajan pituuteen tuo vaihtelua kompostimassan menekki loppukäyttöön. Komposti tuotteistetaan mullaksi seulomalla tukiaineesta hajoamatta jäänyt puuaines ja epäpuhtaudet pois sekä sekoittamalla siihen hiekkaa tilavuussuhteessa 1:1. Mullanvalmistuksen yhteydessä seokseen lisättään ureaa typpipitoisuuden nostamiseksi. Hajukaasujen käsittely Kompostointilaitoksen hajukaasut käsitellään kolmivaiheisessa hajukaasujen käsittelyjärjestelmässä. Ensimmäisessä vaiheessa hajukaasut johdetaan pesuriin ammoniakin poistamiseksi, toisessa vaiheessa hajukaasut johdetaan biosuotimeen ja kolmannessa vaiheessa kemialliseen suodatukseen. Kompostointirakennuksen sisätilasta poistettavan ilma johdetaan samaan hajukaasujen käsittelyjärjestelmään. OULUN KOMPOSTOINTILAITOS Oulun Ruskon kompostointilaitoksen prosessi jakautuu neljään osakokonaisuuteen: Jätteiden vastaanotto ja esikäsittely Rumpukompostointi Jälkikypsytys hajukaasujenkäsittely Kuvassa 2 on esitetty laitoksen kompostointiprosessin periaate kaaviokuvana.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 15(35) Kuva 2. Oulun kompostointilaitoksen prosessi kaaviokuvana. Biojätteiden vastaanotto ja esikäsittely Kompostointilaitoksessa on kaksi vastaanottopistettä. Toinen vastaanottopisteistä on kolmiseinäinen allas, jonka pohjalle on sijoitettu tankopurkaimet. Altaan pohja on varustettu lämmitysputkistolla biojätteen sulattamista varten. Toisena vastaanottopisteenä toimii kippausmekanismilla varustettu lava. Jätteen siirto murskaukseen tapahtuu molemmista vastaanottopisteistä hydraulitoimisten raappakuljettimien avulla. Murskain murskaa jätteen alle 30 mm palakokoon leikkaavilla terillä. Murskattu jäte siirretään ruuvikuljettimilla sekoitusruuvina toimivaan kaksoisruuvikuljettimeen. Tukiaine vastaanotetaan tukiainevarastoon, joka on varustettu hydraulisilla tankopurkaimilla. Tankopurkaimet syöttävät tukiaineen sekoitusruuvikuljettimeen samanaikaisesti jätteen syötön kanssa. Sekoitusruuvi siirtää jätteen ja tukiaineen seoksen rumpua syöttävälle ruuvikuljettimelle. Rumpukompostointi Laitoksessa on kolme tilavuudeltaan 125 m3 kompostointirumpua. Rumpu on vaakatasoon asennettu teräslieriö, joka pyörii keskiakselinsa ympäri. Rummut on tuettu molemmista päistä telipyörästön varaan ja rumpuja pyöritetään hydraulisylinterillä ns. säppipyörätekniikkaan perustuen. Rumpujen sisäpintaan on asennettu lamelleja, jotka rummun pyöriessä sekoittavat ja siirtävät kompostimassaa rummun pituussuunnassa. Rummun sisään purkupäähän on asennettu ns. purkusiivet, jotka nostavat kompostimassan ulos purkavan ruuvikuljettimen syöttösuppiloon. Purkuruuvit purkavat kompostimassan laitosrakennuksen päässä sijaitsevaan purkukatokseen. Kompostimassan viipymäaika rummussa on noin 6 vrk.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 16(35) Rumpujen vapaan tilan ilmaa vaihdetaan siten, että rumpuun puhalletaan raikasta ilmaa syöttöpään puoleisen päätylaipan kautta ja kompostikaasut imetään poistopään puoleisen päätylaipan kautta. Jälkikypsytys Kompostimassa siirretään pyöräkuormaajalla purkukatoksesta jälkikypsytyskentälle. Kentällä massaa kypsytetään noin puolen vuoden ajan, jona aikana se käännetään yhden kerran. Tällä hetkellä kompostimassaa käytetään poistetun kaatopaikka-alueen maisemointiin. Kypsytyksen jälkeen maisemointiin käytettävä kompostimassa on siirretty käyttökohteeseen ilman erilliskäsittelyä. Kompostimassan käytettävyyttä rajoittaa epäpuhtautena olevat muovit. Hajukaasujen käsittely Hajukaasujen käsittelyssä käytetään otsonointia. Otsoni johdetaan poistokaasujen sekaan heti rummusta imemisen jälkeen. Kaikista kolmesta kompostointirummusta tuleva kaasun ja otsonin seos kootaan kokoojaputkeen, joka toimii otsonin ja kaasun reaktiotilana. Kaasun viipymäajaksi kokoojaputkessa on mitoitettu noin 10 s. Kokoojaputkeen on liitetty lämmönvaihdin, jonka avulla hyödynnetään kaasun sisältämää lämpöenergiaa. Lämmönvaihdin toimii osana hajukaasujen puhdistusta, haisevien yhdisteiden poistuessa vaihtimeen kondensoituneen veden mukana. Kokoojaputkesta poistokaasu johdetaan ulos johtavaan poistoilmahormiin. ÄMMÄSSUON KOMPOSTOINTILAITOS Ämmässuon kompostointilaitoksen kompostointiprosessi voidaan jakaa neljään osakokonaisuuteen: Jätteiden vastaanotto ja esikäsittely Tunnelikompostointi Jälkikypsytys Hajukaasujen käsittely Kuvassa 3 on esitetty laitoksen kompostointiprosessin periaate kaaviokuvana. Jätteen vastaanotto ja esikäsittely Jäte vastaanotetaan laitoksen esikäsittelytilan lattialle. Jäte murskataan pyöräkuormaajaan asennetulla seulakauhamurskaimella. Murskattu jäte sekoitetaan tukiaineeseen samanaikaisesti, kun se siirretään kompostointitunneleihin. Sekoitus ja siirto tehdään pyöräkuormaajalla. Tunnelikompostointi Laitoksessa on yhdeksän kappaletta pinta-alaltaan 120 m3 kompostointitunnelia. Tunnelit ovat betonirakenteisia. Tunneleiden täyttö aloitetaan tavallisesti levittämällä pohjalle noin 20 cm kerros karkeaa, uutta, haketta. Hakekerros toimii ilmaa jakavana
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 17(35) kerroksena kompostimassan alla. Jätteen ja tukiaineen seos kasataan hakekerroksen päälle edeten takaosasta kohti etuosaa. Huhtikuuhun 2001 asti kompostimassaa pidettiin tunnelissa noin viikko, jonka jälkeen kahden tunnelin sisältö siirrettiin yhteen tunneliin. Myös toisessa vaiheessa kompostia kypsytettiin viikko ennen jälkikypsytykseen siirtämistä. Huhtikuun 2001 jälkeen kompostimassa on pidetty tunnelissa noin neljän viikon ajan ja tunnelin sisältö on käännetty viikon välein pyöräkuormaajalla. Tunneleihin puhalletaan ilmaa lattiaan rakennettujen ilmastuskanavien kautta alhaalta ylös. Kompostoinnissa syntyvät poistokaasut imetään tunnelin yläosasta pois. Kuva 3. Ämmässuon kompostointilaitoksen prosessi kaaviokuvana. Jälkikypsytys Huhtikuuhun 2001 asti jälkikypsytyksessä oli kolme vaihetta jälkikompostointi aumoissa, seulonta ja jälkikypsytys tasomaisissa patjoissa. Aumoissa kompostia kypsytettiin noin 1-3 kk:n ajan, jonka jälkeen se seulottiin silmäkooltaan 18 mm:n rumpuseulalla. Seulan alitetta jälkikypsytettiin noin 1,2 m paksuisissa patjoissa. Kompostimassaa pyrittiin kääntämään vähintään kerran viikossa. Kääntämisessä käytettiin traktorivetoista ruuvisekoitinta. Jälkikypsytysajan kokonaispituudeksi muodostui noin puoli vuotta, jonka jälkeen kompostia käytettiin mullan raaka-aineena. Huhtikuun 2001 jälkeen tunneleista purettua kompostimassaa on jälkikypsytetty aumoissa noin 3 kk:n ajan, jonka jälkeen se on seulottu silmäkooltaan 18 mm:n rumpuseulalla. Seulonnan ylite on käytetty uudelleen kompostin seosaineena ja alite on
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 18(35) siirretty mullan valmistukseen. Kypsytyksen aikana aumat käännetään 2-4 kertaa pyöräkuormaajalla tai Doppstad Grizzle aumankääntökoneella. Hajukaasujen käsittely Hajukaasujen käsittelyssä käytetään happopesuria ja biosuodatusta. Laitoksessa on yhteensä kolme happopesuria eli yksi jokaista kolmen tunnelin ryhmää kohti. Pesurin jälkeen kaasu johdetaan biosuotimeen. Myös biosuodin on jaettu kolmeen lohkoon. 2.8 Laitoksen prosessiparametrit ja ajotavat HYVINKÄÄN KOMPOSTOINTILAITOS Prosessiin syötettävän jätteen ja tukiaineen seoksen muodostaa pyöräkoneen kuljettaja käyttäen mittayksikkönä koneen kauhaa. Koska kompostointilaitoksella vastaanotettavien jätejakeiden määrät vaihtelevat päivittäin, on syöteseoksen tekemistä varten laadittu erilaisia reseptejä, joiden avulla voidaan erityyppisistä jätteistä muodostaa kompostoitumisen kannalta mahdollisimman hyvä seos. Siten jätteen ja tukiaineen seossuhteelle ei ole yksiselitteistä nyrkkisääntöä, koska osa jätteestä toimii tukiaineen tavoin. Reseptit on laadittu kompostoitavien materiaalien hiili-typpisuhteen perusteella. Lisäksi hyödynnetään takuuajojen yhteydessä tehtyjä mittauksia jätteiden muista ominaisuuksista. Syöteseosta tehtäessä tavoitteena on alle 70 % kosteus ja vähintään ph 5. Rumpukompostointivaiheen aikana prosessista mitataan massan ja sekä rumpuihin syötettävän että sieltä poistettavan ilman lämpötiloja. Kompostimassan lämpötilan mittaukset tehdään sekä käsimittauksena että jatkuvana tallentuvana mittauksena. Ilman lämpötilan mittaukset tehdään jatkuvana tallentuvana mittauksena. Rumpukompostointiprosessia säädetään pyöritystiheyden ja rummun syöttöpäähän ilmaa puhaltavan puhaltimen tehoa säätämällä. Rummun alkuperäistä massan alle tapahtuvaa ilmastusjärjestelmää käytetään maksimiteholla. Rummusta myös poistetaan ilmaa laitteiston maksimiteholla. Rumpukompostointivaiheen säätäminen pyritään tekemään siten, että massan lämpötila rummussa nousee yli 55 C. Käytäntö on osoittanut, että kompostointirummussa ei nykyisellä ilmastusjärjestelmällä pystytä vaikuttamaan massan lämpötilan kehitykseen kovin merkittävästi. Kompostoitumisprosessin toimivuus on lähes täysin riippuvainen syöteseoksen koostumuksesta. Myös rumpukompostointiprosessia seurataan ph:n mittauksilla. Tunnelikompostointiprosessin etenemistä seurataan käsin tehtävin lämpötilan ja PHmittausten avulla. Tunnelikompostointia säädetään käytännössä ainoastaan viipymäajan pituudella, joka voi vaihdella muutamia päiviä syötemääristä riippuen. Lattian kautta tapahtuvaa ilmastusta käytetään maksimiteholla laitteiston suhteellisen pienestä mitoituksesta johtuen. Kompostoinnin ilmastusmäärät ovat: Rummun syöttöpää n.3 m:n matkalla 200 m3/h/rumpu, käyttöpaine n. 0,2 bar (puhalletaan kompostimassaan) Rummun peräpää n. 11 m:n matkalla 100 m3/h/rumpu, käyttöpaine n. 0,06 bar (puhalletaan kompostimassaan)
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 19(35) Rummut poisto 600 m3/h/rumpu (imetään rummun yläosasta) Tunneli 600 m3/h/tunneli (imetään ylhäältä alaspäin) Jälkikypsytyksen etenemistä seurataan aumojen lämpötilan mittauksilla. Kompostimassan kypsyyden arvioinnissa käytetään ph:n mittausta. OULUN K0MPOSTOINTILAITOS Oulun kompostointilaitoksella jätteen ja tukiaineen seossuhde säädetään tukiainekuljettimen liikenopeutta ja syöttöaukon kokoa muuttamalla. Tukiaineen kuivaainepitoisuus määritetään jokaisesta laitokselle saapuneesta tukiainekuormasta. Säätämistä varten myös jätteen kosteutta on mitattu satunnaisesti. Tavoitteena on syöteseoksen kosteuden pitäminen alle 70 %:ssa. Rumpukompostointivaiheen aikana prosessista mitataan massan sekä rumpuihin syötettävän että sieltä poistettavan ilman lämpötiloja. Kompostimassan lämpötilan mittaukset tehdään käsimittauksena ja rummun purkupäästä jatkuvana tallentuvana mittauksena. Ilman lämpötilan mittaukset tapahtuvat jatkuvana laitoksen ohjausjärjestelmään tallentuvana mittauksena. Rumpukompostointiprosessia säädetään rummunpyöritystiheyttä ja rummun vapaaseen tilaan puhallettavan ilman määrää säätämällä. Käytännössä säätäminen tehdään pyöritystiheyttä muuttamalla. Rummun vapaan tilan ilmanvaihto on säädetty siten, että rummussa on pieni alipaine kaasujen huonetilaan purkautumisen estämiseksi. Rummun pyöritystä säädetään siten, että massan lämpötila rummussa nousee mahdollisimman korkeaksi. Vähimmäistavoitteena pidetään 50 C lämpötilan saavuttamista. Myös Oulussa käytäntö on osoittanut, että kompostointirummun pyörityksellä ei nykyisellä ilmastusjärjestelmällä pystytä vaikuttamaan massan lämpötilan kehitykseen kovin merkittävästi. Kompostoitumisprosessin toimivuus on lähes täysin riippuvainen syöteseoksen koostumuksesta. Kompostointirumpujen ilmanvaihto: Syöttö 500-600 m3/h/rumpu Poisto 900-1100 m3/h /rumpu Jälkikompostoinnin etenemistä seurataan viikoittain tehtävillä lämpötilan mittauksilla. Kompostin kypsyyttä arvioidaan toistaiseksi silmämääräisesti. ÄMMÄSSUON KOMPOSTOINTILAITOS Jätteen ja tukiaineen seoksen muodostaa pyöräkoneen kuljettaja käyttäen koneen kauhaa mittayksikkönä. Koska jätteen koostumus pysyy kompostoitumisen kannalta likimain samankaltaisena, käytetään seossuhteena 1:1 tilavuusosina mitattuna. Jätteen ja tukiaineen koostumusta ja ominaisuuksia on selvitetty erilaisin analyysein. Käytännössä seossuhteen muodostamisessa käytetään kuitenkin silmämääräistä arviota. Tunneleissa prosessia säädetään sisään puhallettavan ja sieltä poistettavan ilman määrää säätämällä. Poistokaasut voidaan kierrättää kompostointiprosessiin takaisin tai johtaa ilmanpuhdistusjärjestelmään ja edelleen ulos. Tunneleiden ilmastusjärjestelmä toimii
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 20(35) kolmen tunnelin ryhmissä siten, että tunnelista poistettava ilma voidaan johtaa muihin saman ryhmän tunneleihin. Poistokaasun kierrättämisen tarkoituksena on käyttää hyväksi kompostikaasun sisältämää lämpöenergiaa ja kosteutta. Tunneleiden ilmansyöttöjärjestelmän ohjaus on jaettu nelivaiheiseksi: Lämmitysvaihe, noin 1 vrk. Kompostimassan lämpötila nostetaan 55 C Hygienisoitumisvaihe, 2-3 vrk. Massan lämpötila pidetään yli 55 C:n. Ylläpitovaihe, vaiheen pituus on n.3 vrk. Massan lämpötila pidetään n. 50 C. Jäähdytysvaihe, n.1 vrk. Kompostimassan lämpötila lasketaan alle 35 C. Ilman syöttöä voidaan ohjata vaihejaon mukaisesti tai jättää jokin vaihe käytöstä pois. Myös vaiheiden kestoaikaa säädetään riippuen ajotavasta. Käytännössä prosessia ajettaessa jäähdytysvaihe ei ole ollut käytössä. Eri vaiheissa ilman syöttöä säädetään kompostimassan ja pois imettävän ilman lämpötilan perusteella. Lämpötilan mittausten lisäksi ilman kierrättämistä säädetään poistoilman happipitoisuuden (O 2 ) ja kosteuden mukaan (RH %). Kompostitunneliin syötettään ilmaa puhallintehojen perusteella 700-7500 m3/h/tunneli ja ilman paine-ero on 0,004-0,03 bar riippuen kompostointivaiheesta. Syötettävän ilman määrä on siten 2,3 25 m3/h kompostikuutiometriä kohti. Laskennassa on käytetty tunnelin täyttökerroksen paksuutena 2,5 m. Kompostimassan kypsyyttä tunnelikompostoinnin jälkeen arvioidaan Rottegrad-asteina. Huhtikuun 2001 jälkeen kompostimassa on pidetty tunnelissa niin kauan, että massan lämpötila ei nouse Rottegrad -kokeessa yli 55 ºC. Jälkikypsytyksessä kompostimassan lämpötilan kehittymistä seurataan jatkuvalla mittauksella. Kompostimassan kypsyyden arvioinnissa käytetään ph:n ja johtokyvyn mittausta sekä Rottegrad -määritystä. 2.9 Viranomaisvaatimukset Voimassa olevien ympäristölupien tärkeimpiä ehtoja on käsitelty seuraavan jaottelun pohjalta: laitosten kapasiteetti ja laitoksella käsiteltävät materiaalit (jäte, tukiaine) asetetut ympäristökriteerit prosessille, lopputuotteelle, poistokaasujen käsittelylle, jätevesille sekä muille mahdollisille tekijöille kuten melulle. prosessikuvaukset kompostointilaitosta ja hajukaasunkäsittelyä koskevine tietoineen laitoksen ja käsittelykenttien pinta-alat sekä viipymät prosessin eri vaiheissa; reaktori, välivarastointi ja jälkikypsytys Jaottelun mukainen lupien sisältö on koottu taulukkoon 10. Tarkemmin kompostointilaitosten ympäristölupia käsitellään selvityksen osassa D, Kompostointilaitosten ympäristöluvat.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 21(35) Käsiteltäväjäte t/a Tukiaine t/a Reaktorit Seurattava säännöllisesti Tuotteen laatu Hajukaasujen käsittely Hajun poiston mittaus Jätevedet Viipymäajat Taulukko 10. Yhteenveto kompostointilaitosten ympäristöluvista. Hyvinkää Oulu Ämmässuo Biojäte 5000 Teurasjäte 1000 Yhteensä 6000 Biojäte 5000 Liete 4000 0-kuitu, viljajäte 11000 Yht. enintään 20000 kuori ja risu 2520 Turve 2250 Hake 500 Yhteensä 2750 Rumpu 2 kpl á 160 m3 Rumpu 3 kpl Tunneli 3 kpl á 140 m3 Lämpötila, kosteus, ph, ravinnesuhteet Kokoomanäytteet otettava laadun varmistusta varten ennen tuotteen toimittamista edelleen. Ammoniakkipesurilla ja biosuotimella Hajuyksikkö,NH 3,H 2 S,MM, DMS,DMDS Tulokset suhteutetaan kaasuvirtaan NH 3 -pitoisuus <10 ppm. Puhdistusteho >90% Kerättävä tasausaltaaseen ja johdettava viemäriin Rumpu 3-4 vrk Tunneli 4-5 vrk Jälkikompostointi 2kk Jälkikypsytys 3kk á 125 m3 Lämpötila, kosteus, ph, ravinnesuhteet, kompostoitumisen edistyminen Kokoomanäytteet otettava laadun varmistusta varten ennen tuotteen toimittamista edelleen. Enterokokkeja <5000 kpl/g. Salmonellaa 1/10. Jos tuotetta käytetään muuhun kuin viherrakentamiseen ja maisemointiin MMM:n päätöksen 46/94 mukaiset laatuvaatimukset. Otsonoinnilla Hajuyksikkö,NH 3,H 2 S,MM, DMS,DMDS Tulokset suhteutetaan kaasuvirtaan Puhdistusteho >95% Biojätettä ja teollisuuden lietteitä yhteensä enintään 30000 Hake 2500 Tunneli 9 kpl á 124 m2 Lämpötila, kosteus, ph, ravinnesuhteet. Lieteen kompostointia mikrobiologisin analyysimenetelmin Kokoomanäytteet otettava laadun varmistusta varten ennen tuotteen toimittamista edelleen. Ammoniakkipesurilla ja biosuotimella 600 OU/m3 ja puhdistusteho 95 % Ammoniakki: NH 3 -pitoisuus 22 ppm ja puhdistusteho 85 % Johdetaan viemäriverkkoon Kerättävä tasausaltaaseen ja johdettava viemäriin Rumpu 7 vrk Jälkikypsytys >3kk Tunneli I-vaihe 6-8 vrk, Tunneli II-vaihe 6-8 vrk Jälkikompostointi n.3 kk, Jälkikypsytys n.6 kk
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 22(35) Ympäristöluvissa ei ole puututtu laitoksen tekniikkaan ja toimintaan laitoksen sisällä muilta osin kuin määräyksin häiriöiden nopeasta korjaamisesta ja niiden ilmoittamisesta ympäristöviranomaisille. Laitosten toiminnan kuvaus on kirjattu ympäristölupiin hakemusten mukaisesti ja siten hakemusten sisältö heijastuu selvästi myös lupien sisällössä. Lopputuotteen laadun osalta lupamääräykset ovat yhteneväisiä kaikilla laitoksilla. Oulun kompostointilaitoksen luvassa on lisäksi mainittu erikseen lannoitelaki, joka asettaa vaatimuksia kompostituotteelle. Hyvinkään ja Oulun kompostointilaitoksen luvissa on eritelty hajua aiheuttavia yhdisteitä. Hajun mittayksikkönä käytettävälle hajuyksikölle (HY/m 3 ) on annettu raja-arvo ainoastaan Ämmässuon kompostointilaitoksen ympäristöluvassa. Vaatimus hajukaasujen puhdistusteholle on Ämmässuon ja Oulun laitoksilla 95 % ja Hyvinkään laitoksella 90 %. 3 TUTKIMUKSET JA MITTAUKSET 3.1 Yhteenveto laitoksella tehdyistä tutkimuksista Seuraavassa on esitetty luettelomaisesti kompostointilaitoksilla aiemmin tehtyjä tutkimuksia, joiden tuloksia on esitetty kappaleessa 3.2. HYVINKÄÄN KOMPOSTOINTILAITOS Testiajojen yhteydessä 1999 laitoksella on tutkittu syötemateriaalien, syöteseoksen ja kompostimassan ominaisuuksia: kuiva-ainepitoisuus (%) tuhkapitoisuus (%) ph johtokyky (ì s/cm) kokonaistyppi (%) hiilipitoisuus(%) hiili-typpi suhde (C/N) enterokokkien pesäkeluku Kompostimassan ph:ta mitataan viikoittain tehtävillä mittauksilla prosessin eri vaiheissa. Lisäksi materiaalien kosteutta mitataan tarvittaessa. Hajukaasuista on tehty mittauksia prosessin eri vaiheista. Mittayksikköinä on ollut hajuyksikkö HY/m3, ammoniakki NH 3, metaani CH 4 ja muutamia muita yksittäisiä hajua aiheuttavia yhdisteitä. Kompostimassan laadun tarkkailussa käytetään ph:n mittausta ja lisäksi Kasvituotannon tarkastuskeskus tekee lannoitelain mukaiset mittaukset myytävästä kompostimullasta. KTTK:n mittauksissa tutkitaan mullan hygieenisyys, pääravinteiden pitoisuudet, johtokyky ja raskasmetallien pitoisuudet.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 23(35) OULUN KOMPOSTOINTILAITOS Varsinaisia takuuajokokeita kompostointilaitoksella ei ole tehty. Biojätteen, turpeen ja kompostimassan ominaisuuksia on tutkittu 8 eri näytteenottokerralla 15.5.2000-14.5.2001 välisenä aikana otetuista näytteistä. Näytteistä on tutkittu materiaalien hygieenisyyttä, kosteutta, orgaanisen aineen määrää ja ph:ta. Hygieenisyyden indikaattoreina on kokeissa käytetty: kolimuotoisia bakteereita, lämpökestoisia kolimuotoisia bakteereita, enterobakteereja ja salmonellaa. Lisäksi kompostointilaitoksella on mitattu jätteen, tukiaineen ja kompostimassan ph:ta. Jälkikypsytysaumojen lämpötila ja ph mitataan kuukausittain. Tämän selvityksen yhteydessä mitattiin hajukaasujen pitoisuutta hajuyksikkönä HY/m3 ja kompostimassan kypsyyttä Rottegrad-asteina. ÄMMÄSSUON KOMPOSTOINTILAITOS Takuuajojen yhteydessä on tutkittu kompostimassan: hygieenisyyttä käyttäen indikaattorina salmonellaa, kasvisiementen tuhoutumista tomaatinsiemenkokeella ja kompostimassan kypsyyttä Rottegrad-asteina. Lisäksi takuukokeiden yhteydessä on tutkittu hajukaasuja hajuyksikkönä (HY/m3) ja ammoniakkipitoisuutena (NH 3 ). Kompostointilaitoksesta syntyviä hajukaasuja on tutkittu useiden erillisten tutkimusprojektien yhteydessä: VTT, kemiantekniikka: YTV:n jätteenkäsittelykeskuksen aiheuttamien hajuhaittojen määrittäminen.1.3.2000-28.2.2001 VTT, Kemiantekniikka: Ämmässuon kompostointilaitoksen poistokaasujen mittaus 23-24.3.1998. VTT, Kemiantekniikka: Ämmässuon kompostointilaitoksen poistokaasujen haju- ja ammoniakkipitoisuuden määrittäminen 8.6-7.7.1998 Kompostointilaitoksesta jälkikypsytykseen siirretyn kompostimassan laatua on tutkittu ravinteiden ja raskasmetallien osalta. Lisäksi kypsytettävästä massata on tutkittu tilavuuspaino, humuspitoisuus, johtokyky, ph, salmonella, kypsyys Jannin testillä ja toksisuus krassin siementen itävyytenä. Kasvituotannon tarkastuskeskus tekee lannoitelain mukaiset mittaukset myytävästä kompostimassasta. KTTK:n mittauksissa tutkitaan kompostin hygieenisyys, pääravinteet, johtokyky ja raskasmetallien pitoisuudet.
Suomalaisten kompostointilaitosten toimivuus ja tehostaminen 24(35) Ämmässuon kompostointilaitoksen kompostimassaa on käytetty lisäksi monissa tutkimusprojekteissa tutkimusmateriaalina. 3.2 Mittaustulokset HYVINKÄÄN KOMPOSTOINTILAITOS Kompostointilaitoksella on tehty ennen tätä selvitystä mittauksia, joiden tuloksia tässä hyödynnetään. Hyvinkään laitoksella käsitellään edelleen biojätteen ohella myös erilaisia teollisuuden lietteitä ja 0-kuitua, joten siellä ei tehty lisämittauksia, sillä tämän selvityksen tarkoituksena oli verrata biojätteen käsittelylaitoksia. Kompostimassan lämpötila nousee kompostointirummuissa noin vuorokauden kuluessa yli 40 C:n ja se nousee hyvissä olosuhteissa 60 C:een. Keskimäärin lämpötilat ovat 50 C:n tuntumassa. Tunnelikompostoinnissa lämpötilat nousevat 65-70 C:een. Rumpuihin syötettävän ilman lämpötila pysyy yli 20 C:n ympäri vuoden, koska ilma otetaan teknisestä tilasta. Rummuista ja tunneleista poistettavan ilman lämpötilat ovat 30-50 C seuraten kompostimassan lämpötilan kehitystä. Syöteseoksen sekä rumpuvaiheessa ja tunnelissa olevan kompostimassan ph:ta seurataan viikoittain tehtävillä mittauksilla. Tyypilliset ph-arvot ovat: Syöteseos noin ph 5,5 Rumpu noin ph 5 Tunneli ph 5,5-6,5 Vuonna 1999 tehtyjen testiajojen tulosyhteenveto Syötteen kosteus oli keskimäärin noin 65 % ja aleni kompostointiprosessin aikana pääsääntöisesti yhdellä prosenttiyksiköllä. Myöskään materiaalien tuhkapitoisuus ei muuttunut merkittävästi kompostointiprosessin aikana. Syötteen tuhkapitoisuus oli 12,9-30,8 %. Laitoksesta puretun kompostimassan tuhkapitoisuus oli 7 vrk:n prosessointiajan jälkeen 19,9-28,1 % ja 9 vrk:n jälkeen 18,0-21,3 %. Syötteen ph-arvo oli tasolla 5,7 yhtä koetta lukuun ottamatta, jossa syötteen ph oli 7,1. Testiajojen aikana kompostimassan ph laski noin yhdellä yksiköllä. Enterokokkien pesäkeluku oli syötemateriaalissa 550.000 700.000 kpl/g näytettä. Kaikissa testiajoissa päästiin alle 1.000 kpl/g ja yhdessä alle 10 kpl/g. Vuonna 2000 kompostointilaitoksen hajukaasujen pitoisuuksia on määritetty 21 näytteenottokerralla. Rummuista poistettavan ilman hajukaasupitoisuudet olivat 16.000-1.100.000 HY/m3. Kemiallisen suodattimen jälkeen hajukaasujen mittaustulokset olivat 70-6.300 Kemiallisen suodattimen toimintaan vaikuttaa merkittävästi suodinmateriaalin ikä. Materiaali vaihdetaan noin puolen vuoden välein. Alimmat hajukaasun pitoisuudet on mitattu suodinmateriaalin vaihtamisen jälkeen ja suurimmat ennen vaihtamista. Kun