RAHI – Jäteveden ravinteiden ja hiilen kokonaisvaltainen talteenotto -hankkeen Hämeen ammattikorkeakoulun toteutusosiossa selvitettiin puhdistamolietteestä tuotetun lietebiohiilen käyttöä eri sovelluksissa. Lietebiohiili oli tuotettu HSY:n pilot-tason pyrolyysilaitoksella Espoon Ämmässuolla pyrolysoimalla (650 °C, 30 min) Viikinmäen jätevedenpuhdistamon mädätettyä puhdistamolietettä yhdessä puuhakkeen kanssa. Lietebiohiili oli pyrolysoinnin jälkeen sammutettu vedellä. Pyrolysoitavan seoksen kuiva-aineesta oli 70 % mädätettyä lietettä ja 30 % puuhaketta. Lietebiohiilen käyttöä tutkittiin yhdyskuntabiojätettä käyttävän biokaasuprosessin lisäaineena, missä selvitettiin lietebiohiililisän vaikutusta prosessihallintaan ja tuottoarvoihin sekä mädätteen lannoitearvoon. Tutkimus tehtiin HAMK Bion tutkimusyksikössä Hämeenlinnan korkeakoulukeskuksen laboratorioissa, vuosien 2021-2022 aikana. Tutkimus tehtiin kahdessa koesarjassa, joissa kummassakin oli käytössä kolme bioreaktoria. Ensimmäisessä kokeessa tutkittiin lietebiohiilimäärän vaikutusta. Biojätesyötteen lisäaineena käytetyn lietebiohiilen orgaanisen aineen määrä oli joko 1,5 % (VS-paino-%) tai 5 % (VS-paino-%) biojätteen orgaanisen aineen määrästä. Verrokkireaktorin syötteenä oli pelkkä biojäte ilman hiililisää. Toisessa kokeessa biojätesyötteen lisäaineena käytettiin lietebiohiiltä 4,5 % (VS-paino-%) ja vertailuna pajusta pyrolysoitua pajuhiiltä 4,5 % (VS-paino-%). Ensimmäinen koe kesti n. 10 kk ja toinen 6,5 kk. Reaktoreista mitattiin jatkuvatoimisesti biokaasun tuotantoa (kumulatiivinen tilavuusmittaus) ja kaasunäytteenottojen avulla muutaman viikon välein biokaasun koostumusta (CH4, CO2, CO, H2S). Reaktoripoisteen näytteenottojen kautta seurattiin vähintään kerran viikossa tehdyillä analysoinneilla seuraavia prosessimuuttujia: kuiva-aine (TS), orgaaninen aines (VS), pH, alkaliteetti, haihtuvat rasvahapot (VFA), ammoniumtyppi ja liukoinen COD. Kokonaistyppi analysoitiin muutaman kerran koejakson aikana. Analyysituloksen perusteella tarkkailtiin mädätyksen aikaista kuiva-aineen ja orgaanisen aineen vähenemää, VFA:n ja alkaliteetin suhdetta sekä ammoniumtypen ja kokonaistypen suhdetta. Analyysitulosten perusteella arvioitiin prosessin stabiilisuutta ja säädettiin syöttökuormitusta. 1. koejakson lopulla biojätesyötteestä, lietebiohiilestä ja reaktoripoisteista (=mädätteistä) tehtiin CHNS-alkuaineanalyysit. Tuloksista selvitettiin alkuaineiden, etenkin hiilen, päätymistä mädätteeseen.

2023