Termofiilinen kuivamädätyslaitos: Prosessin toimintaedellytykset ja hallinta

Abstract

Biokaasutuotannon lisääminen anaerobisella mädätysmenetelmällä on yksi keino ratkaista globaaleja kestävyysongelmia. Erityisesti korkean kuiva-ainepitoisuuden biomassoissa on paljon käyttämätöntä potentiaalia, mutta näiden hyödyntäminen edellyttää uusien, korkean kuiva-ainepitoisuuden syötteille soveltuvien menetelmien kehittämistä.

Tämän opinnäytetyön toimeksiantaja oli biokaasulaitosratkaisuja toimittava Doranova Oy. Yritys oli tämän työn aloitusvaiheessa rakentamassa Uuteenkaarlepyyhyn Jepualle jatkuvatoimista termofiilistä kuivamädätyslaitosta. Työn tavoitteena oli selvittää kuivamädätysprosessin toimintaedellytykset ja prosessihallinnan keinot, sekä näiden perusteella laatia biokaasuprosessin ylösajo- ja seurantasuunnitelma uudelle laitokselle. Teoreettisen ylösajo- ja seurantasuunnitelman pohjalta laadittiin hallinta- ja seurantatyökaluiksi excel-laskentataulukot prosessin ja sen ylösajon mallintamiseksi ja seuraamiseksi. Laskentataulukot on laadittu siten, että niitä voidaan hyödyntää myös muiden prosessien hallinnassa. Seurantatyökalut sisältävät myös näytteenottosuunnitelman, alustavat viitearvot seurattaville parametreille sekä yhteenvedon mahdollisista häiriöiden syistä ja prosessitasapainon palauttamiseksi tehtävistä toimenpiteistä.

Keskeisenä havaintona laskelmista kävi ilmi, että tässä tarkastelluilla syötteillä ammoniakki-inhibition vaara on termofiilisessä prosessissa ilmeinen. Termofiilisen lämpötilan lisäksi korkea pH nostaa inhiboivan ammoniakkimuotoisen (NH3) typen pitoisuutta. Korkean typpipitoisuuden syötteillä ammoniakkipitoisuuden pitäminen siedettävällä tasolla saattaa olla haastavaa.