Metsäteollisuuden lietteiden bioterminen kuivaus

Työssä tarkastellaan kompostointiin perustuvaa biotermistä kuivausprosessia, prosessiin vaikuttavia tekijöitä sekä sen soveltuvuutta metsäteollisuuden mekaanisesti kuivatun jätevesilietteen lisäkuivaukseen polttoa varten. Tutkimukseen kuuluvien paperitehtaiden lietteillä suoritettavien biotermisten kuivauskokeiden avulla tutkitaan tehtaiden lietteiden sopivuutta biotermiseen kuivaukseen. Lisäksi tehtaille suunnitellaan kuivauskokeiden ja paperitehtailla tehtävien selvitysten perusteella bioterminen kuivauslaitos. Suomen metsäteollisuus tuottaa nykyisin noin 400 000 – 500 000 kuiva-ainetonnia jätevedenpuhdistamolietteitä vuosittain. Tutkimukseen kuuluvan kahden tehdasintegraatin biologisilla puhdistamoilla syntyvien jätevesilietteiden määrät ovat keskimäärin 33 000 ja 15 000 kuiva-ainetonnia vuodessa. Ongelmana metsäteollisuudessa on jätevesilietteen alhainen kuiva-ainepitoisuus lietteen mekaanisen kuivauksen jälkeen. Tämä vaikeuttaa lietteen polttamista voimalaitoskattilassa ja lietteen poltosta talteen saatavan energian määrä jää vähäiseksi. Mekaanisesti kuivatun sekalietteen käsittely biotermisesti kuivaamalla mahdollistaa lietteen kuiva-ainepitoisuuden nostamisen yli 55 %:in kuiva-ainepitoisuuteen. Tämä helpottaa lietteen polton ongelmia ja kasvattaa lietteen poltosta talteen saatavan energian määrää. Bioterminen kuivaus soveltuu hyvin tutkimukseen kuuluvien tehtaiden sekalietteen kuivaukseen. Suositeltava sekalietteen lähtökuiva-ainepitoisuuden arvo on välillä 30 – 35 % ja tukiaineeksi lisättävän kuoren määrä noin 0,5 m3 yhtä lietekuutiota kohden. Kuivausprosessin kesto on tällöin 10 – 14 vuorokautta, kun haluttu lietepolttoaineen kuiva-ainepitoisuus on vähintään 55 %. Tehtaille suunnitelluissa laitoksissa käsiteltävä lietemäärä on noin 40 000 märkätonnia vuodessa. Tutkimukseen kuuluvalle paperitehtaalle yhdistetyn lietteenkuivausprosessin kustannukset ovat edullisimmat kun liete kuivataan ennen biotermistä kuivausta mekaanisesti 35 %:in kuiva-ainepitoisuuteen. Tällöin lietteenkäsittelyn hinnaksi tulee noin 150 mk/t.

In this work the biothermal drying based on composting process and the factors affecting it are examined. In addition, the suitability of this process to use it on dewatering the wastewater sludge of forest industry is considered. The suitability of the process to the sludge from the mills taking part to this work is determined based on the dewatering exams with their sludge. Based on these, a biothermal drying plant is planned for the mills. An annual amount of 400 000 – 500 000 dry tons of wastewater sludge is produced by Finnish forest industry. The mills among this work produce approximately 33 000 and 15 000 dry tons of wastewater sludge per year. The problem with the sludge is its low solids content after the mechanical dewatering process. This makes sludge combustion in power plant boiler problematic and sludge combustions energy production is very low. If the sludge is dewatered by both mechanical and biothermal treatment, it is possible to reach total solids content over 55 %. This makes the burning of the sludge much more economically profitable. The biothermal drying is well suitable for the wastewater sludge from the mills taking part to this examination. At the beginning of the process, it is recommended that the total solids of the sludge is 30 – 35 %. The amount of the amendment material used in the process is about 0,5 m3 per 1 m3 sludge. The duration of the biothermal drying process is 10 – 14 days, if the desired solids content of the sludge fuel is over 55 %. The capacity of the biothermal drying plants planned for the factories is about 40 000 wet tons of the wastewater sludge per year. The cost of the combined sludge dewatering process to the mill among this examination is most advantageous when the sludge is mechanically dewatered to the solids content of 35 %. In this case the cost of the combined sludge dewatering process is about 150 FIM/ton.