Biohiilen adsorptiokäyttäytyminen lietelannassa
Ramstadius, Janne (2023)
Ramstadius, Janne
2023
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202304185498
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-202304185498
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö on osa IP Innovaatiot Oy:n ja Hämeen ammattikorkeakoulun yhteistä Hygienisoitu lanta -hanketta. Hankkeen tavoitteena on edistää hygienisoidun kuivajakeen ja muiden hygienisoitujen lantalajien kehittämistä korkeamman lisäarvon tuotteeksi ja siten lisätä hevos- ja kotieläintilojen kannattavuutta ja parantaa kiertotalouden toteutumista.
Opinnäytetyön tavoitteena on selvittää biohiilen potentiaalia ravinteiden kierrätyksen tehostajana tutkimalla biohiilen kykyä sitoa typpeä naudan lietelannasta. Tutkimuksessa selvitettiin soveltuvin liotusmenetelmä ja biohiilen typen sidontakyky kahdella eri biohiilen partikkelikokoluokalla.
Työn teoriaosuus koostuu biohiilen, lannoitevalmisteiden, lannan, lietelannan ja kasvin ravinteiden tarkastelusta. Työssä käytettyihin menetelmiin kuuluivat biohiilien seulonta, kuivaus, vesiliotus- ja lietelantaliotustutkimus.
Vesiliotus toteutettiin kahdella eri liotustavalla (A ja B). Työn tilaajan toiveesta liotustapa B:n toteutusta ei käsitelty tässä työssä. Työn rajaamisen vuoksi liotustapaa A ja B vertailtiin pääosin vesiliotuksen avulla. Vesiliotustuloksien perusteella liotustapojen välillä ei ollut eroavaisuuksia pienten biohiilipartikkeleiden osalta. Liotustapa B:n isot partikkelit saivat muita näytteitä suuremman massamuutoskertoimen arvon 6,5 tunnin liotusajalla.
Lietelantaliotus keskittyi tutkimaan liotustapa A:n biohiilien massamäärien (1–3 massa-%) käyttäytymistä lietelannassa kahdella eri biohiilen partikkelikokoluokalla. Työssä verrattiin lietelannasta poistuneen, biohiileen adsorpoituneen ja haihtuneen typen määriä. Massamäärien vertailun perusteella biohiilen optimaalinen annostelu riippuu tarkastelunäkökulmasta. Tarkastelunäkökulmina olivat lietelannasta poistunut typpi, biohiileen adsorpoitunut typpi ja haihtunut typpi.
Tutkimus antaa viitteitä liotustapa B:n suuremmasta adsorptiokapasiteetista isoilla biohiilillä, minkä vuoksi lisätutkimukset liotustavalle B ovat perusteltuja. Tutkimus osoittaa pienten biohiilien typen sidontakyvyn olevan isoja biohiiliä parempi. Johtopäätelmänä biohiileen adsorpoituneen typen muodosta ja soveltuvuudesta kasvien ravinnoksi on, että adsorpoitunut typpi koostuu pääosin ammoniumtypestä, jonka kasvi voi hyödyntää ravintona nopeasti.
Opinnäytetyön tavoitteena on selvittää biohiilen potentiaalia ravinteiden kierrätyksen tehostajana tutkimalla biohiilen kykyä sitoa typpeä naudan lietelannasta. Tutkimuksessa selvitettiin soveltuvin liotusmenetelmä ja biohiilen typen sidontakyky kahdella eri biohiilen partikkelikokoluokalla.
Työn teoriaosuus koostuu biohiilen, lannoitevalmisteiden, lannan, lietelannan ja kasvin ravinteiden tarkastelusta. Työssä käytettyihin menetelmiin kuuluivat biohiilien seulonta, kuivaus, vesiliotus- ja lietelantaliotustutkimus.
Vesiliotus toteutettiin kahdella eri liotustavalla (A ja B). Työn tilaajan toiveesta liotustapa B:n toteutusta ei käsitelty tässä työssä. Työn rajaamisen vuoksi liotustapaa A ja B vertailtiin pääosin vesiliotuksen avulla. Vesiliotustuloksien perusteella liotustapojen välillä ei ollut eroavaisuuksia pienten biohiilipartikkeleiden osalta. Liotustapa B:n isot partikkelit saivat muita näytteitä suuremman massamuutoskertoimen arvon 6,5 tunnin liotusajalla.
Lietelantaliotus keskittyi tutkimaan liotustapa A:n biohiilien massamäärien (1–3 massa-%) käyttäytymistä lietelannassa kahdella eri biohiilen partikkelikokoluokalla. Työssä verrattiin lietelannasta poistuneen, biohiileen adsorpoituneen ja haihtuneen typen määriä. Massamäärien vertailun perusteella biohiilen optimaalinen annostelu riippuu tarkastelunäkökulmasta. Tarkastelunäkökulmina olivat lietelannasta poistunut typpi, biohiileen adsorpoitunut typpi ja haihtunut typpi.
Tutkimus antaa viitteitä liotustapa B:n suuremmasta adsorptiokapasiteetista isoilla biohiilillä, minkä vuoksi lisätutkimukset liotustavalle B ovat perusteltuja. Tutkimus osoittaa pienten biohiilien typen sidontakyvyn olevan isoja biohiiliä parempi. Johtopäätelmänä biohiileen adsorpoituneen typen muodosta ja soveltuvuudesta kasvien ravinnoksi on, että adsorpoitunut typpi koostuu pääosin ammoniumtypestä, jonka kasvi voi hyödyntää ravintona nopeasti.