Tulokset

Mädättämön rejektivesissä on kiinnostavaa markkinapotentiaalia NPHarvest-tekniikan käyttöä ajatellen. Suomessa biokaasulaitosten määrä on viimeisen kymmenen vuoden aikana kasvanut. Suomessa mädätettiin vuonna 2017 yhteensä noin 330 000 tonnia lietteitä tai orgaanista jätettä. Rejektivettä syntyi yhteensä yli 5 miljoonaa kuutiometriä. Noin 60 % muodostuneista rejektivesistä syntyy jätevedenpuhdistamoiden yhteydessä sijaitsevissa mädättämöissä. Noin 30 % muodostuu biokaasulaitoksilla. Rejektiveden lisäksi typpipitoisia jätevesiä syntyy myös kompostilaitoksilla. Myös kaatopaikkojen valumavesien typpipitoisuudet ovat käytössä olevilla kaatopaikoilla korkeita. Nykyisin kaatopaikoilla pyritään kierrättämään suotovedet takaisin penkkaan. Tämä vähentää vesien määrää, mutta nostaa pitoisuuksia. Sulkemisen jälkeen typpipitoisuudet kuitenkin laskevat. Orgaanisen aineen kaatopaikkasijoituksen loppuminen myös vähentää suotovesien typpipitoisuuksia.

Jätevesi- ja biokaasulaitoksille lähetetyn kyselyn vastausten mukaan rejektiveden typpikuorma ja sopivan käsittelymenetelmän löytäminen ovat yleisimmät tekijät, jotka vaikuttavat lietteen käsittelyprosessiin, sillä jätevesilaitoksilla rejektivesi yleensä kierrätetään prosessin alkuun ja biokaasuntuotantolaitoksilla rejektivesi käsitellään niin, että se voidaan syöttää jätevesilaitokselle. Tästä voidaan päätellä, että typen ja fosforin talteenoton mahdollistavalle teknologialle on tarvetta.

Laboratoriopilotilla on ajettu varsinaisia prosessin optimointitestejä. Testeissä käytettiin HSY:n (Helsingin seudun ympäristöpalvelut) Viikinmäen jätevedenpuhdistamon mädättämön rejektivettä ja HSY:n Ämmässuon. Reaktorin osalta optimoitiin tässä vaiheessa viipymä, hapen kiertonopeus ja –konsentraatio sekä kalvon paksuus. Viipymän osalta todettiin, että talteenottoteho kasvaa lineaarisesti viipymän kasvaessa 2 ja 12 tunnin välillä. Lisäksi viipymäkokeiden perusteella saatiin korrelaatiokäyrä kalvopinta-alan suhteen. Lisäämällä kalvopinta-alaa reaktoriin voidaan viipymää pienentää talteenoton heikentymättä. Kalvon paksuudella ei havaittu olevan merkitystä aineensiirtoprosessissa. Tulokset kompostilaitoksen rejektivedellä olivat hyvin samankaltaisia kuin mädättämön rejektivedellä. Rikki- ja fosforihappo toimivat prosessissa yhtä hyvin.

Prosessia on testattu laboratorio-oloissa urealla ja rejektivedellä. Saadut tuotteet ovat kaupallisen tuotteen kaltaista valkoista jauhetta. Vasemmalta oikealle: kaupallinen ammoniumsulfaatti, virtsasta tuotettu ammoniumsulfaatti, rejektivedestä tuotettu ammoniumfosfaatti ja fosforiyhdiste kiinteänä.

Tulokset olivat seuraavanlaisia:

- Talteenottotehokkuus kasvoi lineaarisesti 2 ja 8 tunnin viipymäajan välillä (HRT)

• 60 % talteenotto saavutettiin 8 tunnissa

- Optimaalinen hapon kiertonopeus oli 300 l/h/m2 suhteessa kalvopinta-alaan verrattuna

- Tehokkuuteen vaikutti myös käsiteltävän veden pH

• korkeampi pH -> parempi tehokkuus

- Kalvon paksuus tai hapon tyyppi eivät vaikuttaneet merkittävästi talteenottotehokkuuteen