Kankaanpään yhdyskuntalietteestä tehdyn kompostituotteen hyödyntämismahdollisuudet ja niiden taloudellisuus

Tämän diplomityön tarkoituksena on etsiä Kankaanpään yhdyskuntalietteestä kompostoidulle tuotteelle hyödyntämis- ja myyntimahdollisuuksia, joilla saataisiin lietteen käsittely kannattavaksi toiminnaksi. Työssä tarkastellaan eri hyödyntämisvaihtoehtojen sopivuutta Kankaanpäähän ja lasketaan eri vaihtoehtojen kannattavuutta. Lisäksi tarkastellaan kompostituotteen hyödyntämistä koskevaa lainsäädäntöä ja kompostituotteen hyödyntämisen nykytilannetta. Työssä on tutkittu eri mahdollisuuksia, joita lietteestä valmistetun kompostin hyödyntämiselle on olemassa ja näiden asettamia vaatimuksia. Hieman on myös tutkittu kirjallisuudesta kehitteillä olevia uusia hyödyntämismahdollisuuksia sekä hyödyntämistä rajoittavia tekijöitä. Esimerkkilaitosten pohjalta on puolestaan tutustuttu käytännössä kompostituotteen tämän hetkiseen hyödyntämiseen ja toiminnan kaupalliseen puoleen. Kankaanpään kompostointilaitoksen mahdollisuuksiin on perehdytty tarkastelemalla Kankaanpään alueellisia seikkoja kuten elinkeinorakennetta, polttolaitoksia, tulossa olevia rakennuskohteita sekä naapurikuntien tilannetta. Näiden sekä kompostointilaitoksen tietojen pohjalta on lähdetty miettimään Kankaanpäälle sopivimpia hyödyntämisvaihtoehtoja ottaen huomioon myös tuotteen laatu. Vaihtoehdoille on laskettu kustannuksia laitokselle tarvittavien uudistusten ja muutosten mukaan ja niiden sekä oletettujen markkinanäkymien pohjalta on koottu kassavirtalaskelmia. Näiden laskelmien pohjalta on saatu Kankaanpäälle sopivimmiksi vaihtoehdoiksi koko kompostimäärän myynti irtotuotteena viherrakennukseen maanparannusaineena tai valmiina kasvualustana tai vaihtoehtoisesti osan tuotteesta pussittaminen kasvualustana tai rakeistettuna ja lopun kompostin myynti irtotuotteena viherrakennukseen. Tuotteen arvoa voidaan nostaa hyvän palvelun kautta eli esimerkiksi tarjoamalla kuljetusta kompostille, laajalla tuotevalikoimalla ja tuotteen korkealla laadulla.

Lietettä polttoaineenaan käyttävän pienen kokoluokan lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitoksen investointikustannus

Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa on käynnissä hanke, jossa kehitetään lietettä polttoaineenaan käyttävä höyryvoimalaitosprosessiin perustuva pienen kokoluokan lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitos. Kehitteillä olevan pienen kokoluokan lämmön ja sähkön yhteistuotantolaitoksen erikoisuutena on laitoksen polttoaineeksi valittu yhdyskuntaliete. Valitussa ratkaisussa jätevedenpuhdistamolla esikäsitelty liete tuodaan voimalaitokselle, jossa liete kuivataan epäsuorassa kiertomassakuivurissa ja kuivauksen jälkeen poltetaan kiertoleijutekniikkaan perustuvassa reaktorissa. Palamistuotteena syntyvän tuhkan määrä on vain murto-osa laitoksella käsitellystä lietemäärästä. Laitoksessa on mahdollista käyttää lietteen lisäksi biopolttoaineita sekä kierrätyspolttoaineita. Tämän työn tavoitteena on määrittää laitoksen investointikustannus. Määritys perustuu koneiden ja laitteiden osalta yrityksiltä saatuihin tarjouksiin ja muilta osin kirjallisuustietoihin sekä toteutettuihin vastaavan kaltaisiin hankkeisiin. Tässä työssä määritetyn investointikustannuksen perusteella voidaan tehdä jatkotarkasteluja laitoksen toteutettavuudesta valitussa liiketoimintaympäristössä.

Fármacos no meio ambiente

Pharmaceutical drugs have been detected in sewage treatment plants, surface waters, underground waters and potable waters. Some investigations have been conducted in several countries such as Germany, Brazil, Canada, United States, The Netherlands, England and Italy. Patients and animals excrete part of pharmaceuticals used for human and veterinary medicine after administration in domestic sewage or on the soil. Drugs residues which have not been completely removed during passage through a sewage treatment plant (STP) enter the aquatic environment. The effects of such residual drugs in terrestrial and aquatic organisms are scarcely known.

Desreguladores endócrinos no meio ambiente: efeitos e conseqüências

There is an increasing interest in micropollutants in the environment that can interfere with the endocrine system, affecting health, growth and reproduction of animals and humans. These substances are known as Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs) and can be found in domestic sewage, domestic wastewater treatment plant effluents, and in natural and potable waters. There are numerous chemicals classified as EDCs, such as pesticides, chemicals used and produced by chemical industries and natural and synthetic estrogens. EDCs can be related to the increase of the incidence of anomalies in the reproductive system of animals, cancer in humans and reduction of the masculine fertility.

Tratamento estatístico dos parâmetros da qualidade das águas da bacia do alto curso do Rio das Velhas

Water quality was monitored at the upper course of the Rio das Velhas, a major tributary of the São Francisco basin located in the state of Minas Gerais, over an extension of 108 km from its source up to the limits with the Sabara district. Monitoring was done at 37 different sites over a period of 2 years (2003-2004) for 39 parameters. Multivariate statistical techniques were applied to interpret the large water-quality data set and to establish an optimal long-term monitoring network. Cluster analysis separated the sampling sites into groups of similarity, and also indicated the stations investigated for correlation and recommended to be removed from the monitoring network. Principal component analysis identified four components, which are responsible for the data structure explaining 80% of the total variance of the data. The principal parameters are characterized as due to mining activities and domestic sewage. Significant data reduction was achieved.

Alteraciones químicas y fitodisponibilidad de níquel en suelo tratado con lodo albañal

The alteration of soil chemicals and its influence on availability (DTPA extractant method) and phytoavailability (63Ni L-value, isotopic method) of Ni was studied in sewage sludge-amended soil at different pHs. The soil pHs were 4.3, 5.3 and 5.9 and the rates of sewage sludge (SS) 0, 15, 30, 45 and 60 Mg ha-1. The chemical and physicochemical soil characteristics were altered by the SS rate and increased the Ni availability and phytoavailability. The isotopic method (63Ni L-value) was more efficient in predicting the Ni phytoavailability that the Ni-DTPA extractant in soil pHs 5.3 and 5.9.

Fitodisponibilidad de Cd en suelo de diferente pH tratado con lodo albañal estimada por método isotópico y extracción química

The Cd phytoavailability in sewage sludge-amended soils of different pHs using the 109Cd L-value isotopic method and Cd extracted by DTPA has been determined. Maize plants (Zea mais L.) were grown under greenhouse conditions in a xanthic ferralsol at different pHs amended with five sewage sludge (SS) rates, and labeled with 74 kBq kg-1 of 109Cd. The SS rates altered the properties of the soil chemicals and these influenced the isotopic parameter (L-value) and percent of Cd uptake by plants from soil (%Cdpdfs) and SS (%CdpdfSS). L-values and Cd extracted by DTPA correlate significantly with SS rates and Cd uptake by plants and are efficient for predicting the Cd phytoavailability in the sewage sludge-amended soil.

Avaliação da composição química de sedimentos do Rio Barigüi na região metropolitana de Curitiba

Sediment samples from the Barigui River in Curitiba, south of Brazil, were evaluated following granulometric composition, organic carbon content, nitrogen, phosphorus and metals such as zinc, lead, chrome, nickel and cadmium. The sediments shown high percentage of phosphorus and nitrogen. Also the elemental organic C:N:P exceed the Redfield ratios possible because the large amount of sewage input into river. The presence of metals is also high, however the metal cadmium has not been found. But the other metals are in greater concentrations and possibly the presence of these metals is given by industrial and domestic sewage.

Extração sequencial de zinco e cobre em solos tratados com lodo de esgoto e composto de lixo

This work aimed to access the contents and chemical forms and to estimate mobility and availability of cooper and zinc in samples from two soils (Haplortox and Paleudult) previously treated with doses of sewage sludge (SS) and municipal solid waste compost (MSWC), besides a control treatment. Largest percentages of Cu and Zn were determined in the organic matter fraction. Zn showed higher percentages of soluble and exchangeable fractions than Cu. Treatments with SS showed higher potential of Cu and Zn availability. Modifications in soil attributes due to residue application affected metal mobility and availability indexes.

Sorção e lixiviação de tiametoxam em solos tratados com lodo de esgoto e cultivados com cafeeiro

The objective of this study was to evaluate the sorption and leaching of thiamethoxam in dystrophic Red-Yellow Latosol (LVAd), dystroferric Red Latosol (LVdf) and Red-Yellow Argisol (PVAd) with coffee under the effect of sewage sludge doses. There was thiamethoxam sorption decreasing at higher doses of sewage sludge in LVAd and LVdf. In the PVAd, sorption was higher in samples that received the highest dose of sewage sludge. At 150 days after the application of thiamethoxam, the compound began to be detected in the effluent, in all soils. Dissolved organic carbon had no influence on the thiamethoxam leaching.

Mudanças químicas e fitodisponibilidade de zinco estimada por método isotópico, em solo tratado com lodo de esgoto

Zn availability in Red Latossol (Rhodic Ferralsol) of different pH amended with different rates of sewage sludge was studied by the isotopic 65Zn L value method. Soil chemical properties were found to be altered by SS addition. Zn concentration and Zn derived from SS (ZnpfSS) in plant, and Zn phytoavailability (L value), were increased with increasing SS rates. The linear correlation coefficient of plant Zn with SS rates and with L value was significant at 1% probability. The L value proved an efficient method for predicting Zn phytoavailability in sewage sludge-amended soil with different pH under the soil conditions studied.

Otimização e validação da extração sólido-líquido e purificação em baixa temperatura de HPAs em lodo de esgoto

In this study, a method of solid-liquid extraction and purification at low temperature (SLE-PLT) to determine 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in sewage sludge was optimized and validated. The analyses were performed by HPLC-UV. The extraction phase, homogenization procedure, influence of pH, ionic strength and clean-up of the extracts were optimized. Recoveries were higher than 63.4% for 11 PAHs. The correlation coefficients were greater than 0.99 and limits of detection and quantitation were less than 0.060 and 0.15 µg g-1, respectively. These values were lower than the maximum residue limits of PAHs established by European legislation. SLE-PLT proved a more practical, economical method with fewer steps compared to Soxhlet extraction (reference method) for PAHs in sewage sludge.

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.

Biokaasulaitoksen rejektivesien vaikutus jätevedenpuhdistamon toimintaan ja rejektivesien esikäsittelyn tarpeellisuus

Diplomityön tavoitteena oli tutkia biokaasulaitoksen rejektivesien ominaisuuksiin vaikuttavia tekijöitä ja rejektiveden esikäsittelyn tarpeellisuutta. Lisäksi tavoitteena oli tarkastella Kouvolaan suunnitteilla olevan Kymen Bioenergia Oy:n biokaasulaitoksen rejektivesien vaikutusta Kouvolan Veden Mäkikylän jätevedenpuhdistamolla. Biokaasulaitoksen rejektivedet ovat yhdyskuntajätevesiin verrattuna selvästi konsentroituneempia. Jätevedenpuhdistamoilla erityisesti rejektiveden korkea typpipitoisuus aiheuttaa lisäkuormitusta. Suomessa toiminnassa oleville biokaasulaitoksille tehdyn kyselytutkimuksen tulosten perusteella rejektiveden typpipitoisuuteen vaikuttaa syötteen typpipitoisuus sekä mädätysjäännöksen kuivauksen tehokkuus. Rejektiveden kiintoainepitoisuudella on puolestaan vaikutusta biologiseen hapenkulutukseen ja välillisesti myös rejektiveden kemialliseen hapenkulutukseen. Rejektivesien jätevedenpuhdistamoilla aiheuttamaa kuormitusta on mahdollista vähentää esikäsittelemällä rejektivedet joko biologisella tai fysikaalis-kemiallisella puhdistusmenetelmällä. Kyselytutkimus kuitenkin osoitti, että rejektivesien esikäsittelyssä ei aina päästä puhdistustavoitteeseen. Jätevedenkäsittelyn sijaan rejektivesiä on mahdollista käyttää lannoitteena, mikäli biokaasulaitoksen syöte ei sisällä jätevedenpuhdistamon lietteitä. Myös Kouvolan Veden Mäkikylän puhdistamolla biokaasulaitoksen rejektivedet tulevat lisäämään merkittävästi tulovirtaaman typpikuormaa. Typpikuorman lisäys edellyttää ilmastusaltaassa ilmastuksen tehostamista sekä kalkin syöttömäärän lisäämistä, jotta jäteveden happipitoisuus ja pH pysyvät typenpoistoreaktioille suotuisina. Lisäksi tulovirtaamasta puolet tullaan ohjaamaan esiselkeyttimen ohi, jotta ilmastusaltaassa on orgaanista ainetta typenpoistoon riittävästi. Mäkikylän puhdistamon typenpoistokapasiteettia on mahdollista kasvattaa lisähiilen syötöllä. Mikäli biokaasulaitoksen kapasiteettilisäyksen jälkeen rejektivesien typpikuoma ylittää lisähiilellä saavutetun lisäkapasiteetin, on rejektivedet esikäsiteltävä.

Mädätysjäännöksen tuotteistamismahdollisuudet Kymenlaaksossa

Biokaasun tuotantoa ollaan selvästi lisäämässä Suomessa. Biokaasutuksen kokonaishyödyn kannalta on olennaista, että mädätyksen lopputuote eli mädätysjäännös saadaan lannoitekäyttöön. Tämän työn tavoitteena oli selvittää Kymenlaakson Jäte Oy:n mahdollisuuksia tuotteis-taa Kymen Bioenergia Oy:n yhteismädätyslaitoksen mädätysjäännöstä. Työssä keskityttiin hyötykäyttövaihtoehdoista lannoitekäyttöön maanviljelyssä sekä tilanteeseen jossa mädätyslaitos käsittelee sekä puhdistamolietettä että biojätettä ja mädätysjäännös kuivataan mekaanisesti. Mekaanisesti kuivatun mädätysjäännöksen ensisijaiset tuotteistamisvaihtoehdot maanviljelyyn ovat joko jäännös sellaisenaan tai termisesti kuivattuna ja rakeistettuna, eli kuivarakeena. Mäkikylän laitoksen mädätysjäännöksen arvo peltolannoitteena on syyskuun 2010 keinolannoit-teiden hintaan vertaamalla sellaisenaan noin 1–20 €/t ja kuivarakeena noin 2–60 €/t. Arvo riippuu siitä, miten tuotteiden typpeä ja fosforia huomioidaan kasveille käyttökelpoiseksi. Täl-lä hetkellä käyttökelpoisin tapa on ympäristötuen puhdistamolietetuotteita koskevien ehtojen mukaisesti ottaa huomioon vesiliukoinen typpi ja 40 % kokonaisfosforista. Tällöin mädätys-jäännöksen arvo on noin 6 €/t ja kuivarakeen n. 18 €/t. Käytön kannalta kuivarae on helpompi vaihtoehto ja alueen viljelijät ovat heille tehdyn kyselyn mukaan varsin kiinnostuneita kuivarakeesta lannoitteena. Muista tuotteistusvaihtoehdoista termisesti kuivaamalla mädätysjäännöksen tehollinen lämpö-arvo saapumistilassa on noin 10 MJ/kg. Vastaava arvo jyrsinturpeen kesäkuun 2010 hinnan mukaan on noin 30 €/t. Tuotteen soveltuvuus polttoon tulee silti varmistaa. Termisesti kuiva-tulla mädätysjäännöksellä on tuotteistamismahdollisuuksia hieman laajemmin kuin kompostoidulla. Kompostoidun mädätysjäännöksen tuotteistamisen lähtökohta on lähinnä viherrakentaminen. Maanviljelykäyttöä ajatellen mädätysjäännöstä ei välttämättä tarvitse kompostoida.