Anaerobisten mädätys- ja biokaasulaitosten toimijoille (mädätteen käsittely)
Anaerobisessa mädätyksessä syntyvä mädäte sisältää runsaasti ammoniumtyppeä ja fosforia. Haasteena ovat nestemäisen lannoitteen käyttökohteiden löytäminen ja mädätteen käsittely jätevetenä. Tutkimme tekniikkaa, joka sitoo mädätteen typen ja fosforin mikrolevillä ja ottaa ne talteen leväbiomassana.
Keskustele kanssamme tästä alastaNykyinen kehitysvaihe
Tutkimusvaihe (etsimme kumppaneita laboratorioarviointiin ja yhteisvalidointiin)
Kirjallisuudesta tiedetään, että mädäte on tummaa ja sen ammoniakkipitoisuus on korkea, joten levät kasvavat siinä huonosti sellaisenaan. Arvioimme parhaillaan kunkin mädätteen soveltuvuutta laboratoriossa ja etsimme laitosten toimijoita yhteisvalidointiin. Pääkohteemme on mädätyksen jälkeinen mädäte; itse mädätysprosessia ei muuteta. Tutkimme lisäksi, voiko biokaasun jalostuksessa erotetun CO₂:n ohjata levien käyttöön ja lisätä kasvaneet levät mädätyksen raaka-aineeseen.
Toimialan haasteet
Mädätteen käyttö- ja levityskohteiden varmistaminen
Nestemäisen lannoitteen levitykseen soveltuvia peltoja ja ajankohtia on rajallisesti, mikä rasittaa varastointia ja kuljetusta.
Typenkäsittelyn energia ja kustannukset
Runsaasti ammoniumtyppeä sisältävän mädätteen käsittely vaatii energiaa ja rahaa.
Alueellinen typpiylijäämä
Esimerkiksi karjatalousalueilla liiallinen typpi edistää vesistöjen rehevöitymistä.
Mitä Novelgen voi tarjota
Mädätteen soveltuvuusarviointi
Arvioimme laboratoriossa, kasvavatko levät kohteen mädätteessä, laimennus- ja esikäsittelyolosuhteet mukaan lukien.
Katso lisätiedot →Typen ja fosforin assimilointi ja talteenotto
Levät assimiloivat ammoniumtypen aminohapoiksi, jolloin typpi ei karkaa ilmakehään vaan säilyy hyödynnettävänä resurssina.
Katso lisätiedot →Talteen otettujen levien hyödyntäminen
Tutkimme samalla, miten talteen otettuja leviä voi käyttää lannoiteraaka-aineena, rehuna tai mädätyksen raaka-aineena. Rehukäytön mahdollisuus ratkaistaan lainsäädännön vaatimusten sekä raskasmetallien ja muiden epäpuhtauksien analyysien perusteella.
Katso lisätiedot →Perusteet ja julkiset tiedot
Mikrolevien viljelyä mädätteessä ja ravinteiden poistoa siitä on käsitelty vertaisarvioiduissa katsauksissa. Niiden mukaan tärkeimmät kasvua estävät tekijät ovat korkea ammoniakkipitoisuus, sameus ja väri, mutta niitä voidaan lieventää laimennuksella, esikäsittelyllä ja kannan valinnalla. Lisäksi biokaasulaitosten hiilenlähteet voivat lisätä levien tuotantoa.
Lähteet
- Xia A., Murphy J.D. Microalgal Cultivation in Treating Liquid Digestate from Biogas Systems. Trends in Biotechnology, 2016, 34(4), 264–275. doi:10.1016/j.tibtech.2015.12.010
- Al-Mallahi J., Ishii K. Attempts to alleviate inhibitory factors of anaerobic digestate for enhanced microalgae cultivation and nutrients removal: A review. Journal of Environmental Management, 2022, 304, 114266. doi:10.1016/j.jenvman.2021.114266
- Chong C.C., et al. Anaerobic digestate as a low-cost nutrient source for sustainable microalgae cultivation: A way forward through waste valorization approach. Science of the Total Environment, 2021, 803, 150070. doi:10.1016/j.scitotenv.2021.150070
- Stiles W.A.V., et al. Using microalgae in the circular economy to valorise anaerobic digestate: challenges and opportunities. Bioresource Technology, 2018, 267, 732–742. doi:10.1016/j.biortech.2018.07.100
Käyttöönoton ja PoC-kokeilun eteneminen
- STEP 1
Alkukeskustelu
Selvitämme mädätyksen raaka-aineen, käsiteltävän määrän sekä mädätteen nykyisen käsittelytavan ja kustannukset.
- STEP 2
Soveltuvuusarviointi laboratoriossa
Varmistamme mädätenäytteellä levien kasvun sekä typen ja fosforin sitoutumisen.
- STEP 3
Esikäsittelyn ja laimennuksen olosuhteet
Tarvittaessa tutkimme laimennus- ja esikäsittelyolosuhteet ja viljelemme pienessä mittakaavassa.
- STEP 4
Yhteisvalidoinnin suunnitelma
Laadimme suunnitelman kohteessa tehtävästä pilotista, johon sisältyy talteen otettujen levien hyödyntäminen.
Mitä kannattaa valmistella
- Mädätenäyte
- Analyysitulokset (ammoniumtyppi, kokonaistyppi, kokonaisfosfori, COD, kiintoaine (SS), väri, pH jne.)
- Mädätyksen raaka-aine (elintarvikejäte, karjanlanta, puhdistamoliete jne.)
- Mädätteen määrä sekä nykyinen käsittelytapa ja kustannukset
- Käytettävissä oleva alue ja hukkalämmön saatavuus
Usein kysytyt kysymykset
- Voiko mädätteen käsitellä sellaisenaan?
- Mädätteen ammoniakkipitoisuus ja sameus ovat yleensä korkeita, ja laimennus tai esikäsittely on tavallisesti tarpeen. Tarvittavat olosuhteet vaihtelevat mädätteittäin, joten selvitämme ne näytearvioinnilla.
- Onko teillä käytännön kokemusta?
- Olemme tällä hetkellä tutkimusvaiheessa. Otamme vastaan yhteisvalidointihankkeita, jotka alkavat soveltuvuusarvioinnilla laboratoriossa.
- Vaikuttaako tämä biokaasun tuotantoon?
- Pääkohteemme on mädätyksen jälkeisen mädätteen käsittely, eikä itse mädätysprosessia muuteta. Tutkimme lisäksi kasvaneiden levien lisäämistä mädätyksen raaka-aineeseen, esikäsittely ja sekoitussuhteet mukaan lukien, mutta vaikutusta kaasun määrään emme ole vielä arvioineet.
- Mitä talteen otetuille leville tapahtuu?
- Tutkimme niiden jalostamista lannoiteraaka-aineeksi, rehuksi tai mädätyksen raaka-aineeksi. Mädätteessä kasvatettujen levien rehukäyttö ratkaistaan Japanin rehuturvallisuutta koskevan lain vaatimusten sekä raskasmetallien ja muiden epäpuhtauksien analyysien perusteella. Lannoitekäytössä noudatetaan Japanin lannoitteiden laatua koskevaa lakia.
- Voiko laitoksen hukkalämpöä tai CO₂:ta käyttää?
- Kirjallisuudessa on raportoitu, että hukkalämpöä voi käyttää viljelylämpötilan säätöön ja että biokaasulaitosten hiilenlähteet voivat tukea levien tuotantoa. Arvioimme asiaa kohteen olosuhteiden pohjalta, myös sellaista kokoonpanoa, jossa levät sitovat biokaasun jalostuksessa erotetun CO₂:n.
Huomautus: tämä sivu on yleiskatsaus julkisten tietojen pohjalta. Tekniset tiedot, kuten kannat, viljelyolosuhteet ja yksittäiset koetulokset, annetaan salassapitosopimuksen (NDA) solmimisen jälkeen.
Aiheeseen liittyvät sivut
Vesiviljely ja poikastuotanto
Rehumikrolevien vakaa tuotanto sekä osterien ja muiden simpukoiden lyhytaikainen lihotus maalla.
Maatalous ja lannoitteet
Leväbiomassasta valmistettavien lannoiteraaka-aineiden ja maanparannusaineiden yhteiskehitys.
Teollisuuden jätevesi
Typpeä ja fosforia sisältävän teollisuuden jäteveden puhdistus levillä ja talteenotto resurssiksi.
Joet, järvet ja merialueet (rehevöityminen)
Rehevöityneen veden typpi ja fosfori otetaan talteen suljetussa järjestelmässä kasvatettavilla levillä.
Keskustele kanssamme mädätteen käsittelystä
Kerro mädätteen ominaisuuksista ja nykyisestä käsittelytavasta. Kerromme, miten laboratorioarviointi etenee.
Keskustele kanssamme tästä alasta