Kiinto- ja nestejakeiden erotustekniikan sovellutuksia maatilakohtaisiin biokaasulaitoksiin

Abstract

Tämän opinnäytetyön on toimeksiantanut Centria-ammattikorkeakoulun tutkimus, kehitys- ja innovaatiopuolen kemian ja biotalouden tiimi. Opinnäytetyön aihe liittyi HABITUS-hankkeeseen, jossa työn tarkoituksena oli laatia kirjallisuusselvitys Suomessa nykyisin käytettävästä tekniikasta mädätysjäännöksen kiintoaineen jalostamisesta kaupalliseksi lannoitteeksi. Kirjallisuusselvitys liittyi projektissa tehtyyn maatilojen biokaasulaitosten tuotettuun sivuvirran hyödyntämiseen jatkojalostettavaksi kaupalliseksi lannoitteeksi.

Tavoite tässä opinnäytetyössä oli tehdä selvitystä nykyisestä tilanteesta Suomessa ja selvittää varteen otettavia tekniikoita muista pohjoisessa sijaitsevista maissa, joissa on Suomen kaltainen talvi. Työssä tehtiin selvitystä kiinto- ja nestejakeiden erotustekniikan sovellutuksista mahdollisesti soveltuen myös maatilakohtaisiin biokaasulaitoksiin.

Selvitystyön tekemisessä käytettiin erilaisia tutkimusraportteja sekä aiheeseen liittyviä artikkeleita. Maatalouden biokaasulaitoksista ei ole nykytilanteessa paljonkaan tutkimustuloksia saatavilla, sillä se on vielä sen verran uusi ala Suomessa.

Kirjallisuusselvityksen johtopäätöksenä nykyhetkellä olemassa olevan tutkitun tiedon perusteella voitiin todeta, että maatalousmittakaavassa ei ole talteenotto tekniikkaa, vaan mädätysjäännös yleensä käsitellään ruuviseparaattorilla ja käytetään lannoitteena sellaisenaan maatilalla tai lähialueen pelloilla. tekniikoilla ei sinänsä ole eroa mittakaavasta riippumatta, neste ja kiintoaine voidaan erottaa mekaanisesti kiinteäksi ja nestemäiseksi lannoitteeksi, minkä jälkeen nestejaetta voidaan väkevöidä, vaikka haihduttamalla. Erotus- ja väkevöintiprosessit ovat kuitenkin niin kalliita investoida ja operoida, että niitä näkee esimerkiksi yhteiskäsittely- tai jäteveden lietteen puhdistuslaitoksissa, suurten mädätemäärien hallitsemiseksi.

This thesis has been commissioned by the Bioeconomy team of the Research, Development and Innovation of Centria University of Applied Sciences. The topic of the thesis was related to the HABITUS project, in which the purpose of the work was to prepare a literature study on the technology currently used in Finland for processing solids from digested residues into commercial fertilizer. The literature study was related to the utilisation of the produced side stream of farm biogas plants in the project for further processing into commercial fertilizer.

The aim of this thesis was to carry out a study of the current situation in Finland and to find out the techniques to be taken into account in the other northern countries where that have a similar winter to Finland. In the work, a study was carried out on the applications of solids and liquid fraction separation technology, which is possibly also suitable for farm-specific biogas plants.

Various research reports and related articles were used to carry out the study. In the current situation, there are not many research results available on agricultural biogas plants, as they are still such a new sector in Finland.

As a conclusion of the literature study, based on the researched data that exists at the present time, it could be concluded that there is no recovery technology on an agricultural scale, but the digestate is usually treated with a screw separator and used as fertilizer as such on the farm or in nearby fields. As such, the techniques do not have a difference, regardless of the scale, the liquid and solids can be mechanically separated into a solid and liquid fertilizer, after which the liquid fraction can be concentrated, even by evaporation. However, separation and enrichment processes are so expensive to invest in and operate that they exist, for example, in joint treatment or wastewater sludge treatment plants, to manage large amounts of digestate.