Pilot-biokaasureaktori maitotilalle

Abstract

Ravinteiden kierrätys ja ravinnevalumien vähentäminen vesistöön ovat keinoja Itämeren tilan parantamiseksi. Käytännön toimenpiteitä näiden saavuttamiseksi ovat muun muassa biokaasun tuotanto ja kerääjäkasvien käyttö ravinteiden sitojina. Näitä aiheita tutkitaan HAMKin vetämässä Ravinneresurssi-hankkeessa (RaRe), jota rahoitetaan ympäristöministeriön RaKi-ohjelmasta. Tämä opinnäytetyö tehtiin osana RaRe-hanketta. Tavoitteena oli saada HAMKin Mustialan opetus- ja tutkimusmaatilalle valmiudet tutkia kerääjäkasvien käyttöä biokaasutuotannossa.

Tässä työssä kunnostettiin ja koeajettiin käytöstä poistettu pilot-biokaasureaktori, joka siirrettiin HAMKin Visamäen yksiköstä Mustialaan. Reaktorin ylösajo ja testivaihe tehtiin kesällä 2016. Bioreaktoria tullaan käyttämään biokaasukokeissa, joissa kerääjäkasveja käytetään syöteseoksessa lannan kanssa. Tähän liittyen tehtiin maatilatason metaanienergiatuottolaskenta, jossa käytettiin syöteseoksena Mustialan lietelantaa ja italianraiheinä-olki-seosta.

Bioreaktorin kunnostukseen liittyi uusien reaktoriosien ja osalaitteiden hankintaa ja testausta, muun muassa biokaasutuoton mittausta ja seurantaa varten. Reaktorikokonaisuus todettiin toimivaksi noin kuukauden mittaisella lantakokeella. Reaktorikuormitus oli noin 2,8 kgVS m-3 vrk-1 ja viipymä noin 30 vrk. Biokaasua muodostui keskimäärin noin 110 litraa vrk-1 ja metaanituotto syötteen orgaanista ainesta kohti oli noin 155 litraa kgVS-1.

Laskennallisessa tarkastelussa syöteseoksen, jonka kuiva-ainejakauma oli 70 % lietelantaa ja 30 % viherbiomassaa, metaanintuottopotentiaaliksi saatiin 262 litraa CH4 kgVS-1, mikä oli lähes kaksinkertainen tässä työssä mitattuun pelkästä lietelannasta saatuun metaanituottoon. Tätä verifioidaan säilötyn kerääjäkasvin ja lietelannan yhteismädätyskokeissa, jotka toteutetaan osana RaRe-hanketta tammi-maaliskuussa 2017.