Mädätysjäännöksen kasavarastoinnin aikaiset muutokset

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin osana Bioliike-hanketta, jonka tarkoituksena on tehostaa biojätteiden ja lietteiden käsittelyä ja edistää ravinteiden kierrätystä sekä lopputuotteiden hyödyntämistä. Bioliike toteutetaan yhteistyössä FUAS-ammattikorkeakoulujen ja alueella toimivien vesi- ja jätehuollon toimijoiden sekä biopolttoaineiden tuottajien kanssa. Hankkeen rahoittajana toimii Etelä-Suomen EAKR-ohjelma, jota koordinoi Etelä-Suomen maakuntien yhteinen EU-yksikkö.

Tähän työhön on koottu tietoa anaerobisesta hajoamisesta, biokaasutuksesta, mädätysjäännöksen koostumuksesta ja käsittelystä sekä lopputuotteen hyödyntämisestä.

Opinnäytetyön tarkoituksena oli selvittää, miten mädätysjäännös muuttuu ja kypsyy kasalla varastoitaessa ja onko kääntämisellä tai seosaineella vaikutusta kypsyyden kehittymiseen. Tarkoituksena oli myös selvittää soveltuuko Oxitop®-menetelmä mädätysjäännöksen hiilidioksidintuoton mittaamiseen. Näitä tuloksia verrattiin COD-arvon ja VFA-pitoisuuksien muutoksiin. Myös pH:n, lämpötilan, fosforin ja typen muutosta seurattiin. Käytännön osuus suoritettiin maalis-lokakuussa 2013 ja näytteitä mädätysjäännöskasoista analysoitiin kolmen kuukauden ajan kesä-syyskuussa 2013.

Mädätysjäännöskasan kääntelyn voidaan todeta hieman edesauttavan kypsymisprosessia varastoinnin aikana. Oxitop®-menetelmä soveltuu hyvin mädätysjäännöksen hiilidioksidintuoton mittaamiseen. Mädätysjäännöksessä tapahtuu laatumuutoksia kasavarastoinnissa, minkä vuoksi on tärkeää, että peltoviljelyssä tehtäisiin analyysit juuri ennen käyttöä. Liukoista typpeä ja fosforia todettiin menetettävän todennäköisesti valumien mukana, typpeä mahdollisesti myös haihtumalla. Mädätysjäännöksen kokonaistyppi- ja kokonaisfosfori-pitoisuuksien kannalta liukoisten ravinteiden vähenemisellä ei välttämättä ole suurta merkitystä, sillä esim. liukoisen typen osuus kokonaistypestä on tyypillisesti alle 20 %.

The thesis is part of a project called "Bioliike", whose purpose is to improve the treatment of biowastes and sludge and to promote the recycling of nutrients and utilization of end products. The project "Bioliike" is carried out in cooperation with FUAS universities, water supply and waste management companies and producers of biofuels in the same region. The project is funded by South Finland´s ERDF-program.

The purpose of this thesis was to find out how the pile-stored digestate changes and matures and whether the turning of of the mass or the mixture added have an effect on the maturing process. Another aim was to examine if the Oxitop method is applicable to the measurement of carbon dioxide yield. The experiments were carried out from March to October in 2013 and the digestate samples were analyzed from June to September 2013. The results obtained were compared to the changes in the COD value and VFA content. In addition, the changes in pH, temperature, nitrogen and phosphorus were observed.

The thesis also discusses anaerobic digestion, digestion process, the composition and treatments of digestates and utilization possibilities for the digestates.

The results of the study show that turning the pile-stored digestate slightly promotes the maturing process and the Oxitop method is applicable to the measurement of carbon dioxide yield of the digestate. Quality changes take place in the digestate during pile storing. Therefore, it is important to do an analysis just before spreading fertilizers to the field. Soluble nitrogen and soluble phosphorus will be lost with leachates, but this is not very significant from the point of view of the total nitrogen and phosphorus content, while the share of the soluble nitrogen of the total nitrogen is maximum around 20 %.