Prosessikemikaalien häiriövaikutus AD-prosessissa

Abstract

Opinnäytetyö liittyy Bioliike-hankkeeseen, joka alkoi helmikuussa 2013. Bioliike on Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) hanke, jonka tavoitteena on kehittää biojätteistä ja lietteistä kestävää liiketoimintaa. Hankkeen rahoitus tuli Etelä-Suomen EAKR-ohjelmasta.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää AD-prosessiin liittyvien prosessike-mikaalien vaikutusta. Kemikaalit tässä yhteydessä ovat metallisuoloja sekä eri-laisia polymeerejä, joita käytetään AD-prosessiin tulevan syötteen käsittelyssä. AD-prosessin prosessihäiriö liitetään usein inhibitioon, jonka aiheuttaa tavalli-sesti pH:n lasku ja ammoniakin tai rikkivedyn kertyminen. Inhibitiot johtuvat usein syötteestä. Kemikaalien annostuksissa ei yleensä esiinny suurta vaihtelua tai yliannostusta, jolloin mahdollinen inhibitio on lievää ja kroonista.

Työ on pääosin kirjallinen selvitys, johon koottiin tutkimustietoa kemikaalien aiheuttamasta inhibitiosta. Tiedot koottiin lähinnä Elsevier-tietokannasta löy-tyvistä tieteellisistä julkaisuista. Aihepiiri vaihtelee AD-prosessin metaanin-tuotosta metaanintuoton ehkäisyyn märehtijöiden ruoansulatuksessa. Kirjalli-suusselvityksen lisäksi tehtiin kaksi panoskoetta sisältänyt kokeellinen osa, jossa vertailtiin ultraäänikäsittelyn sekä epäorgaanisen ja orgaanisen polymee-rin vaikutusta metaanituottoon. Kokeet suoritettiin Hämeen ammattikorkea-koulun ympäristölaboratoriossa kesä-elokuussa 2014.

Kokeellisessa osassa havaittiin kationisen epäorgaanisen polymeerin bioha-joavuutta vähentävä vaikutus. Ultraäänikäsittely puolestaan paransi bioha-joavuutta. Kirjallisuusselvityksessä korostuu AD-prosessin moninaisuudesta johtuva tutkimustulosten hajonta. Siksi yleispätevien suositusten tekeminen on hankalaa.

This Bachelor’s thesis is associated with the Bioliike project, which launched in February 2013 by the European Regional Development Fund (ERDF) and was funded by ERDF South Finland. The aim of the project was to develop sustainable business of biowaste and sludge.

The objective of this thesis was to study the inhibitory impact of process chemicals related to the substrate of AD-process. The chemicals are metal salts and various polymers used in the treatment of this substrate. AD-process mal-functions are generally referred to as an acute inhibition, caused by pH drop or ammonia and hydrogen sulfide cumulation, usually associated with proper-ties of the substrate. The chemical dose fluctuation or overdosing is more in-frequent and possible inhibition is arguably minor and chronical by nature.

The thesis consists of a literature review, compiled of various research articles addressing chemical-derived inhibition. Articles were acquired predominantly from Elsevier database. Research topics vary from the AD-process methane yield to methane output reduction in a ruminant’s digestion. Along with the literature review, two batch digestion experiments were conducted comparing methane yield of samples treated with organic and inorganic polymeric floccu-lant and the effect of sonification on biodegradability. The experiments were carried out in the environmental laboratory of Häme University of Applied Sciences during June–August of 2014.

During the experiments cationic inorganic polymeric flocculant was observed to reduce methane yield while sonification remedied biodegradability. The lit-erature review highlights the dispersion of research results, which is attributed to the high diversity of the AD-process. Therefore giving universally applica-ble guidelines is challenging.