Yhdyskuntalietteiden terminen käsittely ja prosessissa syntyvän tuhkan jalostaminen fosforilannoitteeksi Lappeenrannan alueella

Tässä diplomityössä on selvitetty yhdyskuntalietteiden ominaisuuksia sekä käsittelymenetelmiä keskittyen termiseen käsittelyyn, jolla tässä työssä tarkoitetaan lietteen termistä kuivausta ja polttoa. Työssä on myös selvitetty lietteen poltossa syntyvän tuhkan ominaisuuksia ja niiden sopivuutta lannoitteen raaka-aineena. Fosforimalmin varannot ovat rajalliset ja olettavaa on, että helposti hyödynnettävissä oleva fosforimalmi loppuu noin sadan vuoden kuluessa, mikäli fosforin kulutus pysyy nykyisellä tasolla. Kun lietettä poltetaan, jää lietteessä oleva fosfori tuhkaan. Lietteenpoltossa syntyvät tuhkat sisältävät fosforin lisäksi erilaisia haitta-aineita, joten tuhkan sisältämää fosforia ei kyetä hyödyntämään ilman käsittelyä. Työn case-osassa on selvitetty Lappeenrannan alueella syntyvä yhdyskuntalietemäärä sekä sen hyötykäyttömahdollisuudet alueellisessa lietteen polttolaitoksessa. Lappeenrannan tapauksessa syntyvä lietetuhkan määrä on arvioitu ja määritetty paljonko tuhkasta olisi tulevaisuudessa mahdollisuus jalostaa fosforilannoitetta. Tutkimuksen lopputuloksena voidaan todeta, että lietteen poltto ja polton tuhkan käyttö lannoitteena ei vielä kokonaisprosessina ole toteutettavissa oleva vaihtoehto, mutta teknologisen kehityksen jatkuessa se voisi olla potentiaalinen vaihtoehto yhdyskuntalietteen ja lietetuhkan käsittelyn kokonaisratkaisuksi.

The aim of this work is to examine sewage sludge characteristics and treatment methods. Focus in this study is in thermal treatment, which in this case means following treatment: thermal drying and mono incineration of sewage sludge. It is expected that phosphorous rock mines will last only for another 100 years. Modern industrial agriculture relies heavily on fertilizers and demand for phosphorus recycling will increase. When sludge is incinerated, phosphorus from the sludge will remain in ash. Untreated sewage sludge ash may contain high contents of heavy metals and for that reason cannot be used as a fertilizer before heavy metals are removed. Case study part of this thesis examines how much sewage sludge is annually produced in Lappeenranta region and could it be possible to use that sludge in regional sludge incineration plant. The amount of sewage sludge ash is also examined and estimation of how much phosphorus fertilizer could be produced from ash is done. As an outcome of this study can be stated, that a process including sludge incineration and the use of sewage sludge ash as fertilizer, is not yet feasible. Technology used for refining ash to fertilizer is still under development. As technical development continues to improve the ash to fertilizer process in the near future this sludge incineration and ash to fertilizer process could be a comprehensive solution for sewage sludge and ash handling.