Yhdistetyssä bioetanoli- ja biokaasutuotannossa syntyvän mädätysjäännöksen prosessoiminen lannoitetuotteiksi : Mädätysjäännöksen pH-säädön vaikutus Escherichia coli -bakteeriin ja lannoitetuotteiden typpipitoisuuteen

Abstract

Opinnäytetyössä selvitettiin biokaasureaktorin mädätysjäännöksen pH-säädön vaikutuksia Escherichia coli -bakteeriin ja lannoitetuotteiden – konsentroitu rejektivesi ja kiinteä maanparannusaine – typpipitoisuuteen. Työn toimeksiantaja oli St1 Renewable Energy Oy:n Hämeenlinnan tuotantolaitos. Työn tarkoituksena oli selvittää, soveltuuko natriumhydroksidilla toteutettu pH-säätö sellaiseksi ratkaisuksi, joka takaisi prosessihygienian pysymisen lannoitevalmisteasetuksessa määritetyllä tasolla.

Menetelmän soveltuvuuden selvittämiseksi laitoksen biokaasureaktorin mädätysjäännöksestä otettiin kesän 2018 aikana kaksi näyte-erää. Näytteiden pH:t säädettiin kirjallisuuden perusteella päätetyille tasoille. Tämän jälkeen näytteet ympättiin laskennallisella määrällä laitokselta eristettyä E. coli -kantaa tavoitteena 1 000 pmy/ml lähtötaso. Näytteille tehtiin mikrobiologiset määritykset. Toisen näyte-erän yhteydessä määritettiin myös ympin E. coli -pitoisuus. Lisäksi määritettiin pH-säädetyn ja -säätämättömän näytteen kokonais- ja ammoniumtyppipitoisuus.

Vaikka pH-säädöllä vaikutti olevan E. colin kasvua inhiboivia vaikutuksia, voitiin todeta, että menetelmää ei bakteerin sopeutumiskyvyn vuoksi voida suositella käytettäväksi. pH-säädön vaikutuksista lannoitetuotteiden typpipitoisuuksiin ei voitu tehdä suoranaisia johtopäätöksiä, koska analyysimenetelmät poikkesivat teollisuuden prosesseista varsin paljon.

The thesis was commissioned by St1 Renewable Energy Ltd production plant in Hämeenlinna and the purpose was to examine how adjusting the pH of the biogas-digestate affects the Escherichia coli and nitrogen concentration of both reject water and soil conditioner. Furthermore, the aim was to find out whether the pH adjustment could guarantee the fulfillment of the production hygiene regulations.

To examine the effects of the pH adjustment, two sets of microbiological samples were gathered and analyzed in the summer of 2018. The pH of the samples was adjusted to several different levels using sodium hydroxide and the samples were contaminated with E. coli in order to reach a bacterial concentration of 1000 CFU/ml to start with. The samples were analyzed microbiologically and with the second set of samples, the concentration of E. coli used to contaminate the samples, was analyzed, too. In addition, the Ntot and NH4-N concentrations were examined.

In conclusion, even though the pH-adjustment seemed to inhibit the growth of E. coli, the method cannot be considered suitable for eliminating E. coli from the process, because of the capability of the bacteria to adapt to many different levels of pH. In addition, conclusions could not be drawn from the effects of the pH adjustment into the nitrogen concentrations of the fertilizer products, because the methods used in this thesis differ from the ones used in the industry processes.