Uusi menetelmä muuttaa jätevesien ravinteet lannoitteeksi

11.01.2017

Menetelmällä voidaan vähentää merkittävästi lannoitetuotannon energiankulutusta ja vesistöjen kuormitusta.

Aalto-yliopiston tutkijat ovat kehittäneet uuden menetelmän typen ja fosforin energiatehokkaaseen talteenottoon erilaisista nestemäisistä jätejakeista. Laboratoriotutkimuksissa menetelmän avulla on mahdollista erottaa 99 % jätevesien typestä ja 90-99 % fosforista ja tuottaa lannoitteisiin sopivaa rakeista ammoniumsulfaattia (NH4)2SO4 sekä fosforisakkaa.

”Typen ja fosforin poistamiseen jätevesistä on käytössä useita erilaisia menetelmiä, mutta yksikään niistä ei vastaa ravinteiden talteenottotarpeeseen. Lannoitteisiin käytettävän typen teolliseen tuotantoon arvioidaan kuluvan noin 2 % koko maailman energiankulutuksesta. Yhdyskuntien jätevesien ravinteiden talteenotolla on mahdollista korvata 6 % teollisesti tuotetusta ammoniumtypestä ja noin kymmenes lannoitteena käytettävästä fosforista”, kertoo professori Aalto-yliopiston vesihuoltotekniikan professori Riku Vahala.

Testilaitteiston rakentaminen Aalto-yliopiston vesi- ja ympäristötekniikan laboratorioon alkaa keväällä 2017. Hankkeen päätavoitteena on kehittää nestemäisten jätejakeiden ravinteiden kierrätykseen taloudellisesti kannattava prosessi ja toimintaketju. Samalla alan yrittäjiä kannustetaan tehokkaaseen jätevedenkäsittelyyn. Ravinteiden talteenoton tehostaminen vähentää ravinnekuormitusta Itämereen, laskee jätevedenkäsittelyn kustannuksia ja edistää ravinteiden kierrätystä.

”Erityisiä hyödynsaajia hankkeessa ovat jätevedenpuhdistamot, lietteiden tuottajat ja käsittelijät, biokaasulaitokset, sekä lannoitteiden loppukäyttäjät, jotka saavat kestävän lannoitetuotteen käyttöönsä”, sanoo TkT Surendra Pradhan.

Talteenottomenetelmä perustuu kalsiumhydroksidin Ca(OH)2 käyttöön ammoniumtypen NH4+ muuntamiseksi kaasumaiseksi ammoniakiksi NH3, joka erotetaan puoliläpäisevän kalvon läpi. Tämän jälkeen ammoniakki sidotaan rikkihappoon, jolloin syntyy ammoniumsulfaattia. Prosessissa fosfori saostuu kalsiumsuolan avulla.

”Menetelmän patenttihakemus on parhaillaan käsittelyssä ja hankkeen tavoitteena on etsiä yrityskumppaneita, jotka voisivat parhaalla mahdollisella tavalla hyödyntää patenttia, tuotteistaa ja markkinoida uutta prosessia. Menestyessään uusi prosessi tarjoaa myös kilpailukykyisen vientituotteen”, toteaa TkT Anna Mikola.

Menetelmällä on myös huomattavia positiivia vaikutuksia ympäristöön.

”Ravinnepäästöt vesistöihin vähenevät, ja uuden menetelmän tuoma energiansäästö ja kemikaalien käytön väheneminen lannoitteiden valmistuksessa laskevat kasvihuonekaasujen määrää”, muistuttaa professori Vahala.

Ravinteiden kierrätyksen edistämistä ja Saaristomeren tilan parantamista koskeva ohjelma (Raki2 2016–2019) myönsi 9.11.2016 Aalto yliopistolle 457 500 euroa hankkeeseen, jossa kehitetään typen ja fosforin talteenottoa nestemäisistä jätteistä. Hankkeessa yrityskumppaneina ovat mm. Nordkalk ja Gasum. Raki-ohjelma kuuluu hallituksen kärkihankkeisiin ja sen tarkoituksena on rahoittaa hankkeita, jotka edistävät ravinteiden kierrätystä, vähentävät Itämeren ravinnekuormitusta sekä tehostavat Saaristomeren ja Selkämeren valuma-alueiden maatalouden vesiensuojelua.

Lisätietoja:

Professori Riku Vahala, riku.vahala@aalto.fi, puh. 050 588 4237

Tutkijatohtori, TkT Anna Mikola, anna.mikola@aalto.fi, puh. 040 717 6552

TkT Surendra Pradhan, surendra.pradhan@aalto.fi, puh. 040 097 3372