Kompostointilaitoksen lopputuotteen käyttömahdollisuudet. Case: Himanka

Työssä selvitetään kompostointilaitoksen lopputuotteen erilaisia käyttömahdollisuuksia. Yleisten käyttökohteiden pohjalta on luotu malli Vapo Oy Biotech:n toimittaman Himangan kompostointilaitoksen kompostin hyödyntämiselle. Laitos sijaitsee Himangan kunnassa Keski- Pohjanmaalla. Laitoksella kompostoidaan pääasiassa Himangan ja ympäröivien kuntien jätevesilietteitä turkiseläinlantaa. Jätehuolto Suomessa ja koko EU:n alueella elää voimakasta muutoskautta. Orgaanisten jätteiden vienti kaatopaikoille pyritään tulevaisuudessa lopettamaan kokonaan, mikä on lisännyt niiden käsittelyä mm. kompostoimalla. Kompostoinnin lopputuotteena saadaan ravinteikasta, humuspitoista ainesta. Kompostoinnin yhtenä tavoitteena on tuottaa hyötykäyttöön soveltuvaa tuotetta, joten käyttökohteen löytäminen kompostille on laitoksen toiminnan kannalta erittäin tärkeää. Kompostin käyttömahdollisuuksiin vaikuttavat lainsäädäntö, kompostin ominaisuudet sekä paikalliset olosuhteet. Käyttökohteet on työssä jaettu ei-energiakäyttöön ja energiakäyttöön. Ei-energiakäyttöön kuuluvat maanparannuskäyttö, lannoitekäyttö, käyttö kasvualustassa, maisemointi ja julkinen rakentaminen sekä joitakin erityissovelluksia. Energiakäytön puolella on tarkasteltu kompostin soveltuvuutta erilaisille polttotekniikoille sekä vertailtu kompostia muihin kiinteisiin polttoaineisiin. Kompostien soveltuvuutta eri kohteisiin on arvioitu kompostin analyysi- ja kasvatuskoetulosten pohjalta. Kompostin ei-energiakaytössa on saatu eri tutkimuksissa lupaavia tuloksia. Kompostin on todettu soveltuvan erittäin hyvin mm. perunanviljelyyn, viljan ja nurmikasvien viljelyyn ja erilaisiin maisemointikohteisiin sekä kotipuutarhakäyttöön. Kompostin käyttöä polttoaineena ei ole vielä kokeiltu missään. Kompostin polton suurimmat ongelmat ovat korkea tuhka-, rikki- ja typpipitoisuus sekä epätasainen laatu.

Using time and stochastic models for software reliability forecasting and analysis

Tämä työ luo katsauksen ajallisiin ja stokastisiin ohjelmien luotettavuus malleihin sekä tutkii muutamia malleja käytännössä. Työn teoriaosuus sisältää ohjelmien luotettavuuden kuvauksessa ja arvioinnissa käytetyt keskeiset määritelmät ja metriikan sekä varsinaiset mallien kuvaukset. Työssä esitellään kaksi ohjelmien luotettavuusryhmää. Ensimmäinen ryhmä ovat riskiin perustuvat mallit. Toinen ryhmä käsittää virheiden ”kylvöön” ja merkitsevyyteen perustuvat mallit. Työn empiirinen osa sisältää kokeiden kuvaukset ja tulokset. Kokeet suoritettiin käyttämällä kolmea ensimmäiseen ryhmään kuuluvaa mallia: Jelinski-Moranda mallia, ensimmäistä geometrista mallia sekä yksinkertaista eksponenttimallia. Kokeiden tarkoituksena oli tutkia, kuinka syötetyn datan distribuutio vaikuttaa mallien toimivuuteen sekä kuinka herkkiä mallit ovat syötetyn datan määrän muutoksille. Jelinski-Moranda malli osoittautui herkimmäksi distribuutiolle konvergaatio-ongelmien vuoksi, ensimmäinen geometrinen malli herkimmäksi datan määrän muutoksille.

Nitrogen and potassium fertilization affecting the plum postharvest quality

The goal of this research was evaluated the effects of potassium and nitrogen fertilization on the plum (Prunus salicina) fresh fruit quality and after cold storage. The experiment was carried out in a five year-old plum orchard 'Reubennel', located at Araucaria County, Parana State, Southern Brazil, in a Haplumbrept Soil. Potassium fertilizer was applied at 55 and 110 kg/ha/year of K2O, as KCl. Nitrogen fertilizer was applied at 40, 80, 120, 160 and 200 kg/ha/year of N, as urea. It was used a split-plot design in a factorial scheme (2x5). One hundred plum fruits were harvested from each plot, in the same day, when 25 to 50% of the peel presented yellow-reddish color. At harvest and after 17, 27 and 37 days of storage at 0 ± 0.5 ºC, the flesh firmness, the total soluble solids, and the titratable acidity were assessed. Fresh fruit quality was affected by N application, with the best results obtained by applying 40 kg/ha/year of N. The N and K rate of 40 and 110 kg/ha/year, respectively, kept superior fruit quality during the storage. 'Reubennel' cold storage can not exceed 27 days. Fresh and stored 'Reubennel' plum fruit qualities depend on the N and K fertilizer rates.

Fruit size and quality of pineapples cv. Vitória in response to micronutrient doses and way of application and to soil covers

The objective of this study was to evaluate the effects of foundation and leaf fertilization with micronutrients on fruit size and quality of pineapple cv. Vitória under the environmental conditions of the Baixo Acaraú irrigated perimeter in Northern Ceará State, Brazil, under two covers (bagana and black plastic) of the sandy soil of low fertility. The experimental design was a randomized split blocks one with four levels of soil dressing and four levels of foliar fertilization, with five replications. Micronutrient soil dressing was studied as FTE-12 at doses of 0, 60, 120 and 180 kg ha-1. The four levels of foliar fertilization were: LF0 (without fertilizer), LF 1 (15 leaf fertilization, using the amount of 1158.75 g Fe ha-1, 844.65 g Mn ha-1, 391.5 g ha-1 Zn, 322.65 g ha-1 Cu and 216 g ha-1 B), LF2 (15 leaf fertilization, using twice the quantities of level LF1) and LF3 (15 leaf fertilization, using three times the amount of level LF1). At 13 months after planting the micropropagated plantlets was carried out the floral induction treatment and five months later the fruit harvest determining the following variables: fruit weight and median diameter, soluble solids content (SS) and titratable acidity (TA). Both fruit weight and diameter increased with increasing doses of micronutrients applied to the soil and to the leaves, of plants grown both on bagana soil cover and plastic mulch. On the other hand fruit pulp quality was little affected by the treatments studied. There were a small increase of SS contents for plants grown on bagana soil cover and a small decrease of titratable acidity for those grown on plastic mulch, in both cases just in response to micronutrient foliar application.

Biologisessa jätteenkäsittelyssä syntyvän lopputuotteen terminen kuivaus

Biologisessa jätteenkäsittelyssä syntyvää humusmassaa voidaan käyttää maanparannusaineena ja yleisenä lannoitusaineena. Termisellä kuivauksella saadaan humuksen kuiva-ainepitoisuutta nostettua mekaanisen kuivauksen jälkeen, jolloin sen tuotteistettavuus ja kuljetettavuus paranevat pienentyneen painon ja tilavuuden myötä. Kirjallisuusosassa on esitetty yleisiä termisen kuivauksen periaatteita sekä käsitelty lähemmin humuksen kuivausta. Lisäksi termisen kuivauksen hygienisoivaa vaikutusta on esitelty kirjallisuusosan lopussa. Tutkimusosassa luotiin tietokonepohjainen malli MK Protech Oy:n kehittämälle Traypack-kuivaimelle. Mallin luomisessa käytettiin apuna suoritettujen pilot-ajojen tuloksia sekä kirjallisuudesta saatuja tietoja. Malli sisältää kuivauksen aine- ja energiataseet sekä kuivaimen ja sen apulaitteiden mitoituksen. Sen lisäksi malli tulostaa erillisinä kokonaisuuksina prosessin laiteluettelon, investointikustannuslaskelman ja elinkaarianalyysin. Lisäksi tutkimusosassa laskettiin mallin avulla Rayongin kaupunkiin Thaimaahan rakenteilla olevan jätteenkäsittelylaitoksen tarpeeseen soveltuvan kuivaimen mitoitus- ja käyttötiedot sekä tarkasteltiin kuivaimen taloudellista kannattavuutta. Laitoksessa kuivataan 2080 kg/h kuiva-ainepitoisuudeltaan 30 % humusta loppukuiva-ainepitoisuuteen 50 %. Tarvittavaksi lämpötehoksi kuivaimeen saatiin 3,9 MW. Tästä 2,0 MW tarvitaan uutta systeemiin tuotavaa kuivauskaasua. Tällöin laitoksen investointikustannuksiksi saatiin 359 000 EUR. Laitoksen käyttökustannuksiksi saatiin 40 440 EUR vuodessa.

Energiansäästäminen, sen toteutus ja vaikutukset lannoitteita valmistavalla tehtaalla

Suomen täytyy vähentää kasvihuonekaasupäästöt vuoden 1990 tasolle vuosien 2008–2012 velvoitekauden aikana. Suomen kansallisen ilmasto-ohjelman mukaan noin puolet vaadittavasta vähennystavoitteesta voidaan saavuttaa lisäämällä biopolttoaineiden käyttöä ja säästämällä energiaa. Kemira Agro Oy:n Uudenkaupungin tehtaiden energiansäästäminen on alkanut sen liityttyä teollisuuden vapaaehtoiseen energiansäästösopimukseen vuonna 1999. Sopimus velvoittaa vähentämään energian ja veden kulutusta sekä raportoimaan vuosittaisista kulutuksista. Työssä on esitelty energiansäästämisen eteneminen yrityksessä sopimuksen hyväksymisestä energiansäästöanalyysin toteutukseen asti. Työssä on etsitty energiaa säästäviä ratkaisuja lannoitetehtaan käyttöön tehtaan tuotantoprosesseissa. Tuotanto-osastoille on laskettu energiataseet, joiden avulla on piirretty energiavirtoja kuvaavat sankey – diagrammit. Työssä on esitetty perusidea energiansäästön toteuttamiseksi ja alustavat kustannusarviot. Löydetyillä kohteilla voidaan säästää tehtaan sähkönkulutusta yhteensä 19 GWh/a ja lisätä tuotantoa. Ionivaihdettua vettä voidaan säästää noin 6000 m3/a. Laskelmat on esitetty cd-romilla liitteessä 31.

Nutrient signature of Quebec (Canada) cranberry (Vaccinium macrocarpon Ait.)

Fertilizer recommendations for cranberry crops are guided by plant and soil tests. However, critical tissue concentration ranges used for diagnostic purposes are inherently biased by nutrient interactions and physiological age. Compositional data analysis using isometric log ratios (ilr) of nutrients as well as time detrending can avoid numerical biases. The objective was to derive unbiased nutrient signature standards for cranberry in Quebec and compare those standards to literature data. Field trials were conducted during 3 consecutive years with varying P treatments at six commercial sites in Quebec. Leaf tissues were analyzed for N, P, K, Ca, Mg, B, Cu, Zn, Mn and Fe. The analytical results were transformed into ilr nutrient balances of parts and groups of parts. High-yield reference ilr values were computed for cranberry yielding greater than 35 Mg ha-1. Many cranberry fields appeared to be over-supplied with K and either under-supplied with Mn or over-supplied with Fe as shown by their imbalanced [K | Ca, Mg] and [Mn | Fe] ratios. Nutrient concentration ranges from Maine and Wisconsin, USA, were combined into ilr values to generate ranges of balances. It was found that these nutrient ranges were much too broad for application in Quebec or outside the Quebec ranges for the [Ca | Mg] and the [Mn | Fe] balances, that were lower compared to those of high yielding cranberry crops in Quebec.

Lannoitetehtaan typenoksidipäästöjen hallintamahdollisuudet

Työssä tarkasteltiin lannoitetehtaan typenoksidipäästöjen hallintamahdollisuuksia Kemira GrowHow Oy:n Uudenkaupungin tehtailla. Työn tavoitteena oli lannoitetehtaalta muodostuvien typen oksidien syntymekanismien etsiminen. Lisäksi työssä etsittiin sellaisia keinoja, joilla typenoksidipäästöjä voitaisiin hallita. Tutkimusosassa tehtiin mittauksia kannettavalla FT-IR kaasuanalysaattorilla teoreettisen tarkastelun tueksi sekä prosessikohtaisten päästöjen selvittämiseksi. Prosessista tehtyjen mittausten lisäksi työssä on hyödynnetty lannoitetehtaan piippuun asennettua kiinteää FT-IR analysaattoria. Prosessikohtaiset mittaukset rajattiin lannoite 2-tehtaaseen. Mittauksia suoritettiin kuudesta prosessin pisteestä. Hallintamahdollisuuksien selvittämiseksi tehtiin tutkimuksia tietyillä raaka-aineiden syötöillä. Päästöjen prosessikohtaista arvioimista varten suoritettiin myös pitot-mittauksia kaasumäärien selvittämiseksi. Mittauksissa havaittiin, että typenoksidipäästöt riippuvat valmistettavasta lajikkeesta. Suurimmaksi typenoksidipäästöjen lähteeksi osoittautuivat reaktorit, joiden osuus oli jopa 95 % typenoksidipäästöistä. Tärkein oli biotiittireaktori, jonka osuus typenoksidipäästöistä oli noin 60-90 %. Lajikkeilla, joilla ei käytetä biotiittireaktoria, osoittautui suurimmaksi typenoksidipäästöjen lähteeksi ammonointireaktorit. Hallintamahdollisuuksia pyrittiin etsimään reaktoreilta. Suurimmaksi typen oksidien hallintamahdollisuudeksi osoittautui ureafosfaatin syöttö liuotus- ja biotiittireaktoreille. Tutkimuksissa havaittiin myös laimean rikkihapon käyttämisen, väkevän sijasta, auttavan hallitsemaan typenoksidipäästöjä.

Production and quality of Anacardium othonianum Rizz. seedlings grown in different substrates

This study aimed to evaluate the effect of substrate on growth, emergence, nutrition, and quality of Anacardium othonianum Rizz. (cerrado cashew tree) seedlings. The experiment was conducted in a greenhouse at the Plant Tissue Culture Laboratory on the Rio Verde campus. The following substrates were used: 1) Bioplant®, 2) Mecplant® (MP) + carbonized rice husk (CRH) (7:3), 3) fine-grained vermiculite (FGV), 4) FGV+CRH (3:1), 5) FGV+CRH (1:1), 6) FGV+CRH (1:3), and 7) sugarcane bagasse (SB) + sugarcane mill filter cake (FC) (3:2). Emerged seedlings were counted at 2-day intervals for 38 days following emergence of the first seedling. At 39, 64, and 89 days after seeding (DAS), the following variables were measured: stem length (SL), stem diameter (SD), and number of leaves (NL). Accumulated dry weight, quality indices, and leaf macro- and micronutrient levels were determined at 89 DAS. Plants grown in the FGV and FGV+CFH (1:3) substrates had shorter stem lengths than the plants grown in other substrates. Increases in seedling growth were smaller between 64 and 89 DAS compared to the initial period of the experiment. The highest leaf N concentrations were found in the SB+FC substrate treatment group; P and K concentrations were higher for the MP+CRH (7:3), SB+FC, and Bioplant® treatments; and Ca levels were higher for the SB+FC and MP+CRH (7:3) substrate treatments. The MP+CRH (7:3) substrate treatment group had the highest leaf B and Mn micronutrient concentrations, and plants from the Bioplant® substrate group had the highest leaf B micronutrient content. Mg, S, Cu, Zn, and Fe concentrations did not differ among the different substrates. The plant traits that differed most among the treatments included stem length for the FGV and FGV+CRH (1:3) substrate groups and leaf nutrient concentrations, which were higher for the SB+FC group followed by the MP+CRH and Bioplant® treatments.

Raakafosfaatin liuotus ja ammonointi

Apatiittien käyttöä raaka-aineena lannoitteiden valmistusprosessissa on usein hankaloittanut lannoitelietteen viskositeetin kasvu, kun hapanta lannoitelietettä on neutraloitu ammoniakilla. Työn tarkoituksena oli tutkia lannoitelietteen viskositeettiin vaikuttavia tekijöitä ja tekijöiden vaikutusta lannoitteen ominaisuuksiin. Työn kirjallisen osan alkupuoliskolla käsiteltiin raakafosfaatteja ja fosfaattilannoitteita. Tämän jälkeen keskityttiin lannoitteiden valmistukseen sekä viskositeetin merkitykseen lannoiteprosesseissa. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin raakafosfaatin, liuotushapon, liuotushappomäärän, ammonointiajan sekä apatiitti/fosforihappo-suhteen vaikutusta lannoitteen ominaisuuksiin. Kokeet aloitettiin raakafosfaatin liuotuksella happoon. Tämän jälkeen liete neutraloitiin ammoniakilla ja suoritettiin muiden ravinteiden lisäys. Lannoitelietteen viskositeettiin voimakkaimmin vaikuttavat tekijät olivat kokeissa käytetty liuotushappo, ammonointiaika sekä raakafosfaatti. Raakafosfaatilla, liuotushapolla sekä apatiitti/fosforihappo-suhteella havaittiin olevan suurin merkitys lannoitteen fosforin vesiliukoisuudelle.

THE PEAR TREE RESPONSE TO PHOSPHORUS AND POTASSIUM FERTILIZATION

The aim of this study was to evaluate the response to phosphorus (P) and potassium (K) fertilization and to establish the critical levels of P and K in the soil and in the plant tissue in pear trees. Two experiments were conducted in São Joaquim (SC), Brazil. In experiment 1, the plants received annually the application of increasing rates of phosphate fertilizer (0, 40, 80, 120 and 160 kg P2O5 ha-1), while in experiment 2, increasing rates of potassium fertilizer (0, 40, 80, 120 and 160 kg K2O ha-1) were applied annually. In the two experiments, soil was collected annually from the 0-10, 10-20 and 0-20 cm layers, and the available P (experiment 1) and exchangeable K (experiment 2) content was analyzed. Whole leaves were collected annually, which were subjected to analysis of total P (experiment 1) and total K (experiment 2) content. The number and weight of the fruits per plant and fruit yield were evaluated. Application of P on the soil planted with pear trees increased the nutrient content in the soil and, in most crop seasons, in the whole leaf, but it did not affect the yield components and fruit yield. The application of K on the soil with pear trees increased the nutrient content in the soil and, in most of the crop seasons, in the whole leaf, but the potassium content in the whole leaf decreased in the crop season with greater fruit yield. The yield components and fruit yield were not affected by K fertilization.

Biological contamination of barley and carrots by pathogens in soil fertilized with anthropogenic nutrients

Conference publication in Kalmar ECO-TECH’07. International Conference on Technologies for Waste and Wastewater Treatment, Energy from Waste, Remediation of Contaminated Sites and Emissions Related to Climate November 26-28 2007, Kalmar, Sweden.

Polttoainekoostumuksen vaikutus lentotuhkan laatuun ja hyötykäyttömahdollisuuksiin UPM-Kymmene Oyj:n Kaukaan tehtailla

Tavoitteena tässä diplomityössä oli selvittää UPM-Kymmene Oyj:n Kaukaan tehtaiden lentotuhkan hyötykäyttömahdollisuuksia. Tarkastelussa olivat mukana metsälannoite-, maarakennus- sekä sementtiteollisuuskäytöt. Ensin työssä tarkasteltiin näitä vaihtoehtoja kirjallisuuden perusteella. Tämän jälkeen pohdittiin Kaukaan lentotuhkasta tehtyjen analyysien perusteella, mihin käyttökohteisiin lentotuhka soveltuu tällä hetkellä, sekä tulevaisuudessa uuden biopolttoainekattilan myötä. Lentotuhkan hyötykäyttöä lannoitteena ja maarakentamisessa säätelee lainsäädäntö. Lannoitteille on asetuksessa säädetty tietyille haitta-aineille enimmäispitoisuudet, jotka tuhkan tulee alittaa, jotta sitä voitaisiin hyödyntää. Maarakennuskäytölle on asetuksessa määritelty raja-arvot, jotka alitettaessa voidaan tuhkaa hyödyntää rakenteissa ilmoitusmenettelyllä. Tämä menettely helpottaa rakennusprojekteja huomattavan paljon, sillä tällöin ympäristölupaa ei tarvitse hakea jokaiselle projektille erikseen. Maarakennuskäyttö on mahdollista, vaikkei raja-arvoja alitettaisikaan, mutta tällöin ympäristöluvan hakeminen hankaloittaa projektien etenemistä ja aiheuttaa kustannuksia. Tuhkan on lisäksi oltava ominaisuuksiltaan riittävän hyvää, jotta hyötykäyttö olisi mahdollista. Kaukaan tuhkasta tehtyjen analyysien perusteella huomattiin, että se sopii hyvin metsälannoitteeksi ja todennäköisesti myös sementtiteollisuuskäyttöön. Maarakennuskäytön osalta tulokset osoittivat tuhkan olevan juuri rajoilla ilmoitusmenettelyn hyödyntämisen suhteen. Maarakennuskäytöstä tarvitaankin vielä lisäselvityksiä jatkossa. Uudessa polttolaitoksessa poltetaan myös turvetta puuperäisen lisäksi. Kirjallisuuden perusteella voitiin tehdä arvio, mihin suuntaan turve tulee tuhkaa todennäköisesti muuttamaan. Todettiin, että turpeen poltto parantaa todennäköisesti tuhkan laatua sementtiteollisuudessa käytön kannalta. Tuhkan lannoitekäyttöön turpeen poltolla todettiin taas olevan negatiivisia vaikutuksia. Maarakennuskäytön kannalta turpeella saattaa myös olla negatiivisia vaikutuksia. Tuhkaa kannattaisikin käyttää sementtiteollisuudessa silloin kun turvetta on polttoaineessa paljon ja muuhun käyttöön silloin kun turvetta on vähän.

Caracterização de ácidos húmicos de vermicomposto de esterco bovino compostado durante 3 e 6 meses

The main objective of this research was the characterization of the humic fractions isolated from vermicomposting, originating from cattle manure and treated with Eisenea foetida or Lumbricus rubellus, during 3 and 6 months. Elemental analysis and Infrared and UV-vis spectroscopy were used for their characterizations. The results obtained shown that both humic acids are very similar, but six-month humic acid shown lower percentage of organic material than three month humic acid. The spectroscopy analysis shown that the humic acid studied can be compared with other humic acids reported in the literature. By comparing both vermicomposts, the one produced in three months presents a great potential as fertilizer and it is more economical than the vermicompost produced during a six month period.