Energiatehokas lietteenkäsittely

Ari Kangas, Charlotta Lund, Saku Liuksia, Mona Arnold, Elina Merta, Tuula Kajolinna, Leena Carpén, Pertti Koskinen, Tapio Ryhänen

Research output: Book/ReportReport

Abstract

SYKEn ja VTTn yhteisessä tutkimusprojektissa ”TERMOS – Energiatehokas lietteenkäsittely” selvitettiin jätevesilietteiden energiatehokkaita käsittelytapoja. Nykyään Suomessa puhdistamolietteen vallitsevana käsittelymenetelmänä on isoilla jätevedenpuhdistamoilla mesofiilinen mädätys (35 °C), mutta termofiilinen prosessi (55 °C) on suuremman tehokkuutensa ansiosta noussut mielenkiintoiseksi vaihtoehdoksi. Yksi tutkimuksen päätavoite oli tutkia mesofiilisen prosessin muuttamista termofiiliseksi sekä mesofiilisen ja termofiilisen prosessin kuormitettavuuseroja. Tämä tehtiin kokeellisesti pilot-mittakaavan mädätysreaktoreilla HSY:n Suomenojan jätevedenpuhdistamolla sijaitsevalla SYKE:n tutkimusasemalla Espoossa. Tulosten mukaan prosessin saattaminen termofiiliselle lämpötila-alueelle onnistuu nopeasti ja ilman häiriöitä. Termofiilinen prosessi havaittiin hajottavan orgaanista ainetta mesofiilista tehokkaammin ja tuottavan enemmän kaasua sekä myös hygienisoivan lietettä, toisaalta termofiilisesti mädätetyllä lietteellä on huonompi kuivattavuus ja huonolaatuisemmat rejektivedet. Kokeilujen aikana havaittiin myös fermentaatioon perustuva autoflotaatioilmiö, jonka esikäsittelyvaikutusta lietteeseen tutkittiin. Tulosten mukaan esifermentaatio parantaa oleellisesti kaasun yksikkötuottoa molemmissa mädätysprosesseissa, mutta vie termofiilisen prosessin edun.
Tutkimuksen toisena päätavoitteena oli vertailla erilaisia käsittelyvaihtoehtoja energiatalouden, kasvihuonekaasupäästöjen ja kustannusten näkökulmasta. Tämä tehtiin case-pohjaisena järjestelmäanalyysina. Lietteen polttoa vertailtiin mädätysprosesseihin eri loppukäsittelyvaihtoehdoilla. Tarkasteltiin myös esisaostuksen ja rinnakkaissaostuksen vaikutuksia käsittelyketjuihin. Biokaasun tuotannon tehostaminen siirtymällä mesofiilimädätyksestä termofiiliprosessiin voisi olla jätevedenpuhdistamolle taloudellisesti kannattavaa erityisesti, mikäli laitos saa tuotetulle sähkölle syöttötariffin mukaiset lisätulot. Energiatalouden kannalta kompostointi olisi edullisin mädätteen käsittelytapa. Energiataseisiin perustuen lietteen poltto olisi päästöjen kannalta edullinen lietteen käsittelytapa sillä edellytyksellä, että tuotettu lämpöenergia voidaan hyödyntää esimerkiksi kaukolämmityksessä. Lietteenkäsittelyketjujen kasvihuonetaseet ja kustannustalous eivät kaikissa tapauksissa kulkeneet käsi kädessä. Yleisesti voidaan todeta, että kaikki tarkastelussa saadut tulokset ovat tapauskohtaisia ja riippuvaisia paikallisista olosuhteista.
Original languageFinnish
Place of PublicationHelsinki
Number of pages96
Publication statusPublished - 2011
MoE publication typeD4 Published development or research report or study

Publication series

SeriesSuomen ympäristö
Number17/2011

Cite this

Kangas, A., Lund, C., Liuksia, S., Arnold, M., Merta, E., Kajolinna, T., ... Ryhänen, T. (2011). Energiatehokas lietteenkäsittely. Helsinki. Suomen ympäristö, No. 17/2011
Kangas, Ari ; Lund, Charlotta ; Liuksia, Saku ; Arnold, Mona ; Merta, Elina ; Kajolinna, Tuula ; Carpén, Leena ; Koskinen, Pertti ; Ryhänen, Tapio. / Energiatehokas lietteenkäsittely. Helsinki, 2011. 96 p. (Suomen ympäristö; No. 17/2011).
@book{9a7e835d80834a0e9b9db8d147787c45,
title = "Energiatehokas lietteenk{\"a}sittely",
abstract = "SYKEn ja VTTn yhteisess{\"a} tutkimusprojektissa ”TERMOS – Energiatehokas lietteenk{\"a}sittely” selvitettiin j{\"a}tevesilietteiden energiatehokkaita k{\"a}sittelytapoja. Nyky{\"a}{\"a}n Suomessa puhdistamolietteen vallitsevana k{\"a}sittelymenetelm{\"a}n{\"a} on isoilla j{\"a}tevedenpuhdistamoilla mesofiilinen m{\"a}d{\"a}tys (35 °C), mutta termofiilinen prosessi (55 °C) on suuremman tehokkuutensa ansiosta noussut mielenkiintoiseksi vaihtoehdoksi. Yksi tutkimuksen p{\"a}{\"a}tavoite oli tutkia mesofiilisen prosessin muuttamista termofiiliseksi sek{\"a} mesofiilisen ja termofiilisen prosessin kuormitettavuuseroja. T{\"a}m{\"a} tehtiin kokeellisesti pilot-mittakaavan m{\"a}d{\"a}tysreaktoreilla HSY:n Suomenojan j{\"a}tevedenpuhdistamolla sijaitsevalla SYKE:n tutkimusasemalla Espoossa. Tulosten mukaan prosessin saattaminen termofiiliselle l{\"a}mp{\"o}tila-alueelle onnistuu nopeasti ja ilman h{\"a}iri{\"o}it{\"a}. Termofiilinen prosessi havaittiin hajottavan orgaanista ainetta mesofiilista tehokkaammin ja tuottavan enemm{\"a}n kaasua sek{\"a} my{\"o}s hygienisoivan lietett{\"a}, toisaalta termofiilisesti m{\"a}d{\"a}tetyll{\"a} lietteell{\"a} on huonompi kuivattavuus ja huonolaatuisemmat rejektivedet. Kokeilujen aikana havaittiin my{\"o}s fermentaatioon perustuva autoflotaatioilmi{\"o}, jonka esik{\"a}sittelyvaikutusta lietteeseen tutkittiin. Tulosten mukaan esifermentaatio parantaa oleellisesti kaasun yksikk{\"o}tuottoa molemmissa m{\"a}d{\"a}tysprosesseissa, mutta vie termofiilisen prosessin edun.Tutkimuksen toisena p{\"a}{\"a}tavoitteena oli vertailla erilaisia k{\"a}sittelyvaihtoehtoja energiatalouden, kasvihuonekaasup{\"a}{\"a}st{\"o}jen ja kustannusten n{\"a}k{\"o}kulmasta. T{\"a}m{\"a} tehtiin case-pohjaisena j{\"a}rjestelm{\"a}analyysina. Lietteen polttoa vertailtiin m{\"a}d{\"a}tysprosesseihin eri loppuk{\"a}sittelyvaihtoehdoilla. Tarkasteltiin my{\"o}s esisaostuksen ja rinnakkaissaostuksen vaikutuksia k{\"a}sittelyketjuihin. Biokaasun tuotannon tehostaminen siirtym{\"a}ll{\"a} mesofiilim{\"a}d{\"a}tyksest{\"a} termofiiliprosessiin voisi olla j{\"a}tevedenpuhdistamolle taloudellisesti kannattavaa erityisesti, mik{\"a}li laitos saa tuotetulle s{\"a}hk{\"o}lle sy{\"o}tt{\"o}tariffin mukaiset lis{\"a}tulot. Energiatalouden kannalta kompostointi olisi edullisin m{\"a}d{\"a}tteen k{\"a}sittelytapa. Energiataseisiin perustuen lietteen poltto olisi p{\"a}{\"a}st{\"o}jen kannalta edullinen lietteen k{\"a}sittelytapa sill{\"a} edellytyksell{\"a}, ett{\"a} tuotettu l{\"a}mp{\"o}energia voidaan hy{\"o}dynt{\"a}{\"a} esimerkiksi kaukol{\"a}mmityksess{\"a}. Lietteenk{\"a}sittelyketjujen kasvihuonetaseet ja kustannustalous eiv{\"a}t kaikissa tapauksissa kulkeneet k{\"a}si k{\"a}dess{\"a}. Yleisesti voidaan todeta, ett{\"a} kaikki tarkastelussa saadut tulokset ovat tapauskohtaisia ja riippuvaisia paikallisista olosuhteista.",
author = "Ari Kangas and Charlotta Lund and Saku Liuksia and Mona Arnold and Elina Merta and Tuula Kajolinna and Leena Carp{\'e}n and Pertti Koskinen and Tapio Ryh{\"a}nen",
year = "2011",
language = "Finnish",
isbn = "978-952-11-3907-9 (PDF)",
series = "Suomen ymp{\"a}rist{\"o}",
publisher = "Ministry of the Environment",
number = "17/2011",

}

Kangas, A, Lund, C, Liuksia, S, Arnold, M, Merta, E, Kajolinna, T, Carpén, L, Koskinen, P & Ryhänen, T 2011, Energiatehokas lietteenkäsittely. Suomen ympäristö, no. 17/2011, Helsinki.

Energiatehokas lietteenkäsittely. / Kangas, Ari; Lund, Charlotta; Liuksia, Saku; Arnold, Mona; Merta, Elina; Kajolinna, Tuula; Carpén, Leena; Koskinen, Pertti; Ryhänen, Tapio.

Helsinki, 2011. 96 p. (Suomen ympäristö; No. 17/2011).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Energiatehokas lietteenkäsittely

AU - Kangas, Ari

AU - Lund, Charlotta

AU - Liuksia, Saku

AU - Arnold, Mona

AU - Merta, Elina

AU - Kajolinna, Tuula

AU - Carpén, Leena

AU - Koskinen, Pertti

AU - Ryhänen, Tapio

PY - 2011

Y1 - 2011

N2 - SYKEn ja VTTn yhteisessä tutkimusprojektissa ”TERMOS – Energiatehokas lietteenkäsittely” selvitettiin jätevesilietteiden energiatehokkaita käsittelytapoja. Nykyään Suomessa puhdistamolietteen vallitsevana käsittelymenetelmänä on isoilla jätevedenpuhdistamoilla mesofiilinen mädätys (35 °C), mutta termofiilinen prosessi (55 °C) on suuremman tehokkuutensa ansiosta noussut mielenkiintoiseksi vaihtoehdoksi. Yksi tutkimuksen päätavoite oli tutkia mesofiilisen prosessin muuttamista termofiiliseksi sekä mesofiilisen ja termofiilisen prosessin kuormitettavuuseroja. Tämä tehtiin kokeellisesti pilot-mittakaavan mädätysreaktoreilla HSY:n Suomenojan jätevedenpuhdistamolla sijaitsevalla SYKE:n tutkimusasemalla Espoossa. Tulosten mukaan prosessin saattaminen termofiiliselle lämpötila-alueelle onnistuu nopeasti ja ilman häiriöitä. Termofiilinen prosessi havaittiin hajottavan orgaanista ainetta mesofiilista tehokkaammin ja tuottavan enemmän kaasua sekä myös hygienisoivan lietettä, toisaalta termofiilisesti mädätetyllä lietteellä on huonompi kuivattavuus ja huonolaatuisemmat rejektivedet. Kokeilujen aikana havaittiin myös fermentaatioon perustuva autoflotaatioilmiö, jonka esikäsittelyvaikutusta lietteeseen tutkittiin. Tulosten mukaan esifermentaatio parantaa oleellisesti kaasun yksikkötuottoa molemmissa mädätysprosesseissa, mutta vie termofiilisen prosessin edun.Tutkimuksen toisena päätavoitteena oli vertailla erilaisia käsittelyvaihtoehtoja energiatalouden, kasvihuonekaasupäästöjen ja kustannusten näkökulmasta. Tämä tehtiin case-pohjaisena järjestelmäanalyysina. Lietteen polttoa vertailtiin mädätysprosesseihin eri loppukäsittelyvaihtoehdoilla. Tarkasteltiin myös esisaostuksen ja rinnakkaissaostuksen vaikutuksia käsittelyketjuihin. Biokaasun tuotannon tehostaminen siirtymällä mesofiilimädätyksestä termofiiliprosessiin voisi olla jätevedenpuhdistamolle taloudellisesti kannattavaa erityisesti, mikäli laitos saa tuotetulle sähkölle syöttötariffin mukaiset lisätulot. Energiatalouden kannalta kompostointi olisi edullisin mädätteen käsittelytapa. Energiataseisiin perustuen lietteen poltto olisi päästöjen kannalta edullinen lietteen käsittelytapa sillä edellytyksellä, että tuotettu lämpöenergia voidaan hyödyntää esimerkiksi kaukolämmityksessä. Lietteenkäsittelyketjujen kasvihuonetaseet ja kustannustalous eivät kaikissa tapauksissa kulkeneet käsi kädessä. Yleisesti voidaan todeta, että kaikki tarkastelussa saadut tulokset ovat tapauskohtaisia ja riippuvaisia paikallisista olosuhteista.

AB - SYKEn ja VTTn yhteisessä tutkimusprojektissa ”TERMOS – Energiatehokas lietteenkäsittely” selvitettiin jätevesilietteiden energiatehokkaita käsittelytapoja. Nykyään Suomessa puhdistamolietteen vallitsevana käsittelymenetelmänä on isoilla jätevedenpuhdistamoilla mesofiilinen mädätys (35 °C), mutta termofiilinen prosessi (55 °C) on suuremman tehokkuutensa ansiosta noussut mielenkiintoiseksi vaihtoehdoksi. Yksi tutkimuksen päätavoite oli tutkia mesofiilisen prosessin muuttamista termofiiliseksi sekä mesofiilisen ja termofiilisen prosessin kuormitettavuuseroja. Tämä tehtiin kokeellisesti pilot-mittakaavan mädätysreaktoreilla HSY:n Suomenojan jätevedenpuhdistamolla sijaitsevalla SYKE:n tutkimusasemalla Espoossa. Tulosten mukaan prosessin saattaminen termofiiliselle lämpötila-alueelle onnistuu nopeasti ja ilman häiriöitä. Termofiilinen prosessi havaittiin hajottavan orgaanista ainetta mesofiilista tehokkaammin ja tuottavan enemmän kaasua sekä myös hygienisoivan lietettä, toisaalta termofiilisesti mädätetyllä lietteellä on huonompi kuivattavuus ja huonolaatuisemmat rejektivedet. Kokeilujen aikana havaittiin myös fermentaatioon perustuva autoflotaatioilmiö, jonka esikäsittelyvaikutusta lietteeseen tutkittiin. Tulosten mukaan esifermentaatio parantaa oleellisesti kaasun yksikkötuottoa molemmissa mädätysprosesseissa, mutta vie termofiilisen prosessin edun.Tutkimuksen toisena päätavoitteena oli vertailla erilaisia käsittelyvaihtoehtoja energiatalouden, kasvihuonekaasupäästöjen ja kustannusten näkökulmasta. Tämä tehtiin case-pohjaisena järjestelmäanalyysina. Lietteen polttoa vertailtiin mädätysprosesseihin eri loppukäsittelyvaihtoehdoilla. Tarkasteltiin myös esisaostuksen ja rinnakkaissaostuksen vaikutuksia käsittelyketjuihin. Biokaasun tuotannon tehostaminen siirtymällä mesofiilimädätyksestä termofiiliprosessiin voisi olla jätevedenpuhdistamolle taloudellisesti kannattavaa erityisesti, mikäli laitos saa tuotetulle sähkölle syöttötariffin mukaiset lisätulot. Energiatalouden kannalta kompostointi olisi edullisin mädätteen käsittelytapa. Energiataseisiin perustuen lietteen poltto olisi päästöjen kannalta edullinen lietteen käsittelytapa sillä edellytyksellä, että tuotettu lämpöenergia voidaan hyödyntää esimerkiksi kaukolämmityksessä. Lietteenkäsittelyketjujen kasvihuonetaseet ja kustannustalous eivät kaikissa tapauksissa kulkeneet käsi kädessä. Yleisesti voidaan todeta, että kaikki tarkastelussa saadut tulokset ovat tapauskohtaisia ja riippuvaisia paikallisista olosuhteista.

M3 - Report

SN - 978-952-11-3907-9 (PDF)

T3 - Suomen ympäristö

BT - Energiatehokas lietteenkäsittely

CY - Helsinki

ER -

Kangas A, Lund C, Liuksia S, Arnold M, Merta E, Kajolinna T et al. Energiatehokas lietteenkäsittely. Helsinki, 2011. 96 p. (Suomen ympäristö; No. 17/2011).