Pirkanmaan ilmanlaadun tila, seuranta ja kehittämistarpeet

Tämän raportin tavoitteena oli kartoittaa ilmanlaadun tilaa Pirkanmaalla 2000 -luvulla, selvittää sen seurannan tarvetta ja esittää erilaisia kehitysehdotuksia ilmanlaadun parantamiseksi alueella. Päästötietoja tutkittiin niin liikenteen, energiantuotannon ja teollisuuden kuin maataloudenkin osalta. Liikenteen päästötiedot saatiin VTT:n Lipasto -järjestelmästä, energiantuotannon ja teollisuuden tiedot ympäristöhallinnon Vahti -järjestelmästä ja maatalouden päästötiedot taas ympäristöhallinnon Hertta -järjestelmästä. Ilmanlaadun seurannan tarvetta ja kuntien merkittävimpiä päästölähteitä kartoitettiin Pirkanmaan kuntiin lähetetyn kyselyn avulla. Liikenteen päästöjen havaittiin laskeneen huolimatta ajoneuvokannan sekä polttoaineenkulutuksen kasvusta. Myös teollisuuden ja energiantuotannon päästömäärien havaittiin laskeneen entisestään 2000 -luvulla huolimatta puutteista ja ongelmista päästötiedoissa. Maatalouden osalta päästöjen lasku ei ole ollut yhtä selkeää, vaan päästömäärät vaihtelivat vuosittain. Ilmanlaadun seurannan osalta tarvetta laajemmille tutkimuksille esimerkiksi bioindikaattoreille ilmeni ympäri Pirkanmaata, kun taas ilmanlaadun mittausten jatkumista toivoivat lähinnä sitä jo harjoittavat kunnat. Merkittävimmiksi päästölähteiksi kohosivat energiantuotanto ja liikenne. Ilmanlaadun kehittämisen osalta ongelmakohdiksi raportissa nousivat liikenne, pienpoltto, maatalous, turvetuotanto, teollisuus ja energiantuotanto sekä mittausten ja tutkimusten vähäinen määrä. Kehitysehdotuksiin taas kuuluivat oleellisena osana alueidenkäyttö sekä kaavoitus, uudet päästöjen ja katupölyn puhdistustekniikat, polttoaineiden ja -laitteiden valinta, joukkoliikenteen lisäys sekä tiedotus. Mittausten ja tutkimusten osalta uudet tutkimukset ja mittausten yhtenäistäminen sekä teollisuus- ja energiantuotantolaitosten velvoitemittausten toteutus kuuluivat myös raportin esittämiin kehitysehdotuksiin

Utilization of food waste via anaerobic digestion : From feedstock to biogas and fertilizers

2016Diss. : Tampereen teknillinen yliopisto, 201

Utilization of Food Waste via Anaerobic Digestion: From Feedstock to Biogas and Fertilizers

Food waste is a renewable resource that can be utilized as both energy and nutrients through anaerobic digestion to increase nutrient recycling and fertilizer self-sufficiency and promote the mitigation of greenhouse gas emissions. Anaerobic digestion of food wastes has, however, faced challenges due to the waste’s characteristics, e.g., high protein content, which is why the organic loading rates with food waste digestion are usually kept low to achieve a stable process. The digestate produced during digestion contains all of the nutrients from the food waste feedstock and can be used as a fertilizer in agriculture, where the availability of nutrients, the stability of organic matter, and biosecurity define its agronomic value. In this thesis, the aim was to analyze the potential of using anaerobic digestion for food waste utilization. The anaerobic digestion of food waste, feedstock pretreatment, and processing and utilization of the digestate for fertilizer use were studied.This study shows the potential of food waste as feedstock for anaerobic digestion without dilution, with a total solids content of 20–25%. A high organic loading rate of 6 kgVS/m3d (VS, volatile solids) was achieved with methane yields 400–430 m3/kgVS in continuous food waste digestion while the optimum loading rate was 3 kgVS/m3d, yielding around 480 m3/kgVS of methane. Trace element supplementation enabled a stable long-term operation and gradual increase of loading rates without the accumulation of acids. The autoclave pretreatment (160°C and 6.2 bars) of the food waste affected the characteristics – and subsequently, the anaerobic digestion performance, where the formation of protein-based hardly biodegradable compounds led to a 10% lower methane yield during digestion, decreased hydrogen sulfide content in the biogas, and 50% decreased ammonium nitrogen concentration within the digestate. The decreased availability of proteins and hydrogen sulfide formation due to the pretreatment reduce the risk of ammonia inhibition during anaerobic digestion and enable easier biogas cleaning and security.The food waste digestates shows potential as a nutrient source in crop fertilization independently and after post-treatment. The studied digestates were considered suitable for fertilizer use, as they showed good agronomic value in terms of nutrient content and usability, as well as biosecurity. Food waste digestates produced around 5 to 30% higher ryegrass yield compared with a mineral fertilizer in pot experiments, and the majority (50–70%) of the nitrogen and phosphorus were in the soluble and plantavailable forms. The integration of anaerobic digestion and digestate post-treatment technologies enabled the processing of the digestate liquid into concentrated nutrient products rich in nitrogen and potassium. With the combination different processing technologies such as evaporation, stripping, and reverse osmosis, nutrient products with optimal composition can be produced to correspond with the fertilizer demand. Overall, due to the high energy potential of the food waste, the integration of the anaerobic digestion with heat-demanding digestate liquid post-treatment processes (e.g., stripping and/or evaporation) was possible.In conclusion, anaerobic digestion has high potential for the utilization of food waste, as food waste produces high methane yields in optimized conditions. The food waste digestate was also shown to be a suitable nutrient (especially nitrogen) source in crop fertilization independently and after posttreatment

Characteristics and agronomic usability of digestates from laboratory digesters treating food waste and autoclaved food waste

201

Agronomic characteristics of five different urban waste digestates

201

Liquid fertilizer products from anaerobic digestion of food waste: mass, nutrient and energy balance of four digestate liquid treatment systems

201

Effect of food waste autoclaving on digestate usability

Posteri liittyy konferenssijulkaisussa olevaan artikkelii

Opas kierrätyslannoitevalmisteiden tuottajille

Tässä oppaassa käsitellään kierrätyslannoitevalmisteiden tuotantoa lähtien raaka-aineista ja prosessointitekniikoista aina toimintaa ohjaavaan lainsäädäntöön ja tuotteiden markkinointiin asti. Oppaan tavoitteena on ohjata kierrätyslannoitteiden tuottajat löytämään toiminnassa tarvittava tieto oikeista paikoista. Oppaan teemat pohjautuvat vuonna 2017 kierrätyslannoitevalmisteiden tuottajille suunnattuun kyselyyn ja siitä esille nousseisiin kipupisteisiin. Kyselyyn osallistui 26 jätteitä ja sivuvirtoja käsittelevää laitosta, joista noin puolet käsitteli yli 20 000 tonnia jätettä vuodessa. Laitosten pääprosessit olivat mädätys ja kompostointi esikäsittelyineen. Tuotteita jatkojalostetaan monenlaisilla menetelmillä, jotka kehittyvät jatkuvasti. Oppaassa esitellään kolmen laitoksen toiminta esimerkkeinä erityyppisistä konsepteista. Lanta on ravinteiden kierrätyksen kannalta keskeinen biomassa, joka käsittää noin 80 % kaikista Suomessa muodostuvista ravinnerikkaista biomassoista. Lannan sisältämä fosfori riittäisi koko maan peltojen lannoitukseen, mutta se on jakautunut epätasaisesti maan eri osiin. Sekä lannan että muiden biomassojen prosessointi ja ravinteiden erotus helpottavat ravinteiden käytettävyyttä ja logistiikkaa. Kierrätyslannoitevalmisteet määritellään useimmiten maanparannusaineiksi. Niiden runsaan ravinnesisällön vuoksi levitysmäärät voivat kuitenkin lannoitevalmisteesta riippuen jäädä pieniksi ja maanparannusvaikutus suhteellisen vähäiseksi. Lannoitevalmisteet ovatkin ennen kaikkea fosforilannoitteita. Kierrätyslannoitevalmisteet sopivat myös luomutuotantoon, jos ne täyttävät luomulainsäädännön vaatimukset. Lannoitevalmisteiden tuotantoa ohjataan sekä EU-tasoisella että kansallisella lainsäädännöllä, jotka antavat kierrätyslannoitevalmisteille minimivaatimukset. Ne turvaavat lannoitevalmisteiden ja elintarvikkeiden laadun ja edistävät kierrätysravinteiden käyttöä. Vaatimukset tulee täyttää myös haettaessa laitoshyväksyntää, mahdollista ympäristölupaa ja levitettäessä valmistetta käyttökohteeseen. Valmisteiden sisältämille raskasmetalleille ja taudinaiheuttajille on määritetty lainsäädännössä raja-arvot. Raskasmetallien pitoisuus on esimerkiksi jätevesilietteissä pienentynyt merkittävästi, mutta viime vuosina huomiota on kiinnitetty yhä enemmän sekä biomassojen että lannoitevalmisteiden sisältämiin lääkeaineisiin ja muihin orgaanisiin haitta-aineisiin, kuten mikromuoveihin. EU:n lannoitevalmistelainsäädäntö on uudistumassa vuosina 2018–2020, ja Suomessa lannoitevalmisteille suunnitellaan parhaillaan laatujärjestelmää osana valtakunnallista jätesuunnitelmaa. Kierrätyslannoitevalmisteet jaetaan lannoitevalmistetyyppeihin ja tyyppinimiin, joihin valmisteet luokitellaan koostumuksen ja valmistustavan mukaan. Lannoitevalmisteiden koostumuksesta ja muista lainsäädännön vaatimusten täyttymisestä toimija vastaa itse osana omavalvontaa. Kyselyyn vastanneet toimijat pitivät lainsäädäntöä ja valvontaa enimmäkseen tarpeellisina ja viranomaisyhteistyötä hyvänä. Toisaalta osan mielestä omavalvonta on melko työlästä ja lainsäädäntö vaikeaselkoista. Kyselyyn vastanneet toimijat hankkivat alan tietoa useista eri lähteistä, mutta lisää mahdollisuuksia erityisesti työn ohessa tapahtuvaan koulutukseen toivottiin. Oppaan tekijät kiittävät kaikkia toimijoille suunnattuun kyselyyn osallistuneita sekä tätä raporttia kommentoineita tahoja.201