Biojätteen esikäsittelyn tehostaminen biokaasulaitoksella: teknis-taloudellinen esiselvitys

Abstract

Opinnäytetyössä selvitettiin nykyisen biojätteen esikäsittelyprosessin ongelmakohtia ja pullonkauloja Gasum Oy:n Kuopion biokaasulaitoksella sekä pyrittiin löytämään niihin ratkaisuja. Tavoitteena oli kehittää nykyistä esikäsittelyprosessia siten, että biokaasuprosessiin päätyisi mahdollisimman paljon orgaanista ja mahdollisimman vähän epäorgaanista materiaalia, jotta hylkykustannukset saataisiin minimoitua ja lannoitelopputuotteiden laatu täyttäisi lainsäädännön vaatimukset.

Työn teoriaosuudessa esiteltiin Kuopion biokaasulaitoksen prosessit, raaka-aineet ja lopputuotteet sekä perehdyttiin kirjallisuuden, tieteellisten artikkelien ja laitosvierailujen kautta muilla biokaasulaitoksilla käytössä oleviin esikäsittelymenetelmiin ja arvioitiin niiden toimintaa. Yleisimmin esikäsittelyprosesseissa käytetyt prosessilaitteet ja niiden toimintaperiaatteet esiteltiin myös. Työn käytännön osuudessa selvitettiin nykyisessä esikäsittelyprosessissa muodostuvien hylkyjakeiden koostumusta visuaalisesti ja laboratorioanalyysein. Selvitystyön tuloksena kehitys- ja tehostamiskohteiksi valittiin runsaasti orgaanista ainesta sisältävä karkea välppähylky sekä prosessihäiriöitä aiheuttanut raskaan hylyn erottelu, jotka tiedettiin käyttökokemustenkin perusteella tehottomiksi yksikköprosesseiksi. Kirjallisuusselvityksen eri käsittelymenetelmistä ja prosessilaitteista valittiin potentiaalisimmat vaihtoehdot integroitavaksi nykyiseen prosessiin ja kontaktoitiin kyseisten laitteiden valmistajia ja maahantuojia mahdollisten koeajojen järjestämiseksi.

Muovin erotteluun parhaaksi vaihtoehdoksi ajateltua rumpuseulaa ei onnistuttu saamaan koekäyttöön, mutta positiivisten käyttäjäkokemusten sekä lyhyen takaisinmaksuajan perusteella sen lisäämistä nykyiseen prosessiin voidaan suositella. Raskaan hylyn erotteluun parhaimmaksi vaihtoehdoksi arvioitiin hydrosykloni, joka myös saatiin testikäyttöön Kuopion biokaasulaitokselle. Testijakson perusteella hydrosyklonin erottelutehokkuus ei kuitenkaan osoittautunut merkittävästi paremmaksi kuin nykyisessä prosessissa ja sen käyttökustannukset osoittautuivat suuriksi, jolloin laitteen hankinta osoittautui kannattamattomaksi.