9.3.2015

Biodiili Oy kehittänyt uuden vesistökuormitusta pienentävän Biofiksu® turvetuotantomenetelmän.

Biodiilissä on paneuduttu turvetuotantomenetelmien ja turvetuotannon vesienkäsittelyn kehittämiseen. Kehittämistyön tuloksena on syntynyt uusi tuotantomenetelmä, joka on saanut nimen Biofiksu® (BF-) menetelmä. Sen patenttihakemus on parhaillaan käsiteltävänä.

BF-menetelmällä on merkittäviä etuja verrattuna perinteiseen turvetuotantoon. Sen avulla pystytään aiempaa huomattavasti paremmin vähentämään vesipäästöjä, hallitsemaan tulvia, vähentämään pölyhaittoja, ennallistamaan tuotantoalue nopeasti, pienentämään kasvihuonekaasupäästöjä, hyödyntämään pienialaisempia ja matalampia soita ja tehostamaan tuotantoa. Lisäksi menetelmän valmistelu- ja tuotantokustannukset ovat pieniä.

BF-menetelmässä rankkojenkin sateiden aiheuttamat tulvavedet voidaan johtaa hallitusti varsinaiseen vesienkäsittelyjärjestelmään. Merkittävä osa vedestä voidaan haihduttaa alueella tuotantoaikana ja siten pienentää vesistökuormitusta. Tuotantoaikana ravinnekuormitus on korkeimmillaan. Silloin on BF-menetelmän ansiosta mahdollista saavuttaa jopa täysin suljettu kierto, eikä valumavesiä tarvitse päästää alueelta ulos lainkaan.

BF-menetelmän toimivuutta tulvien hallinnan osalta on selvitetty mallinnuksen avulla. Tehdyissä vesien käsittelyn mallinnuksissa on käytetty aineistona Metson sivuilla olevia Vapon turvesoiden jatkuvatoimisten mittausten tuloksia vuodelta 2013 (http://www.metso.com/fi/automation/publicwebreports.nsf/ReportFrontPages/EDA8EC557523CDE8C2257C240047401A?opendocument&lang=FI).

Seuraavaksi esitetyt mallinnukset on tehty kahdelle kesän 2013 sääolosuhteiltaan erilaiselle suolle: Ähtärin Mäkikylän- ja Tammelan Okssuon alueelle.

Kuva 1. Pintavalutuskentälle johdettavan veden määrä Ähtärin Mäkikylän suolla kesän 2013 mittaustietojen mukaan käytettäessä Biofiksu® – menetelmän ensimmäistä vaihetta.

Punainen viiva tarkoittaa pintavalutuskentän mitoituskuormitusta. Kuvasta havaitaan, että kuormitus olisi ollut optimaalinen kevään tulvahuippua lukuun ottamatta. Alueelta ei olisi tullut valumavettä lainkaan kesäkuun puolivälin ja syyskuun puolivälin välisenä aikana. Tuona aikana BF-menetelmää käytettäessä olisi päästy kokonaan suljettuun sisäiseen kiertoon.

BF -menetelmällä vesien hallinta paranee tuotannon edetessä. Kuvassa 2. on esitetty tilanne BF -menetelmän toiseen vaiheeseen siirryttäessä n. 4‒5 v tuotannon aloittamisesta

Kuva 2. Pintavalutuskentälle johdettavan veden määrä Biofiksu-menetelmää käytettäessä Ähtärin Mäkikylänsuolla 4‒5 vuotta BF -tuotannon aloittamisesta.

Kuvan 2 mallinnuksessa on käytetty kesän 2013 mittaustietoja Mäkikylän suolta. Punainen viiva kuvaa pintavalutuskentälle johdettavan veden mitoituskuormitusta. Kuvasta havaitaan, että sekä kevättulvat että kesäaikaiset tulvat 2013 olisi voitu hallita täysin ja kesällä noin 5 kuukauden ajan tuotantoalueella olisi ollut täysin sisäinen kierto, eikä vettä olisi johdettu alueelta ulos lainkaan.

Toinen esimerkki Tammelan Okssuo sijaitsi kesällä 2013 vähäsateisella alueella. Kuvassa 3 on esitetty alueen virtaamat pintavalutuskentälle BF -menetelmän ensimmäistä vaihetta käytettäessä.

Kuva 3. Pintavalutuskentälle johdettavan veden määrä Tammelan Okssuolla BF –menetelmän ensimmäistä vaihetta käytettäessä kesän 2013 mittaustietojen perusteella. Punainen viiva tarkoittaa pintavalutuskentälle johdettavan veden mitoituskuormitusta.

Kuvasta voi nähdä, että alueelta ei olisi tarvittu johtaa lainkaan valumavesiä vuoden 2013 aikana. BF-menetelmää käytettäessä olisi päästy kokonaan sisäiseen kiertoon jo tuotannon alkuvaiheessa, eikä alueelle olisi tullut uuden menetelmän ansiosta lainkaan vesistöpäästöjä.

Tehokkaan tulvien hallinnan ansiosta vesienkäsittelyjärjestelmä toimii optimaalisesti koko ajan. Lisäksi alueella haihdutettu vesimäärä pienentää kuormitusta. BF -menetelmässä itse tuotantoalue toimii osana vesien käsittelyjärjestelmää, jolloin pintavalutuskentälle menevä vesi on jo puhdistettua, mikä varmistaa vesien käsittelyn toimivuuden. Vesien käsittelyn lisäksi BF- menetelmällä pienennetään CO2- päästöjä, pölyhaittoja ja paloriskiä sekä nopeutetaan jälkikäyttöä ja parannetaan luonnon monimuotoisuutta. Edut saavutetaan tuotannon tehokkuudesta tinkimättä pienin investointi- ja käyttökustannuksin.

Lisätietoa menetelmästä Kari Mutkalta (etunimi.sukuni@biodiili.fi tai 040 0344964).

9.3.2015

Uusi kierrätyskonsepti – Nopeakiertoisen energiapajun kasvattaminen käytöstä poistetulla loppusijoitusalueella käyttäen kierrätysaineksista valmistettua kasvualustaa ja suotovesikastelua

Ensimmäinen hanke toteutettiin Mustankorkea Oy:llä kesällä 2013. Konsepti on todettu toimivaksi ja sen edut hyvin merkittäviksi. Hanketta laajennetiin ja jatketiin kesän 2014 aikana diplomityöllä.

Konseptissa energiapajua kasvatetaan suljetulla loppusijoitusalueella ja kasvualustan valmistuksessa käytetään mm. voimalaitostuhkaa, kompostia ja ylijäämämaata. Kaatopaikan suotovettä voidaan kierrättää käyttämällä sitä pajun kastelussa. Energiapaju käyttää suotoveden ja kasvualustan ravinteet sekä haihduttaa tehokkaasti suotovettä. Kierrätysmateriaalit tulevat hyötykäyttöön ja suotovettä ei tarvitse ohjata jätevedenpuhdistamolle.

Pajun kasvatusta suljetuilla loppusijoitusalueilla on tutkittu ja 1980 – luvulta alkaen. Silloiset olosuhteet poikkesivat suuresti nykytilanteesta, sillä loppusijoitusalueilla ei ollut nykyisen kaltaisia rakentamismääräyksiä. Pajua kasvatettiin ohuessa 20‒30 cm moreeni-, hiekka- tai kuorikerroksissa eikä loppusijoitusalueilla ollut vesieristeitä, kasvatuskerroksia tai kaasunkeräysjärjestelmiä. Tästä johtuen kasvatus onnistui vaihtelevasti mm. huonon kasvualustan, kuivumisen ja kaasuvuotojen takia. Parhaimmillaan saavutettiin kuitenkin erittäin hyviä kasvutuloksia.

Kaatopaikan suotovesien ravinteiden hyödyntämistä on myös tutkittu jo 1980 -luvulta alkaen. Kokeiden perusteella pajun kasvatus onnistui osassa kokeita hyvin eivätkä pajukasvustot kärsineet voimakkaasta lannoitusvaikutuksesta eikä haitta-aineista. Koska vesieristeitä ei loppusijoitusalueiden pintaosissa ollut, pääsi kasteluvesi imeytymään alueen sisäosien jätekerrokseen. Menetelmä ei ole yleistynyt kaatopaikkojen suotovesien käsittelyssä mm. siitä syystä, että pajun kasvatus ei silloisissa oloissa kattanut syntyneitä kustannuksia.

Nykyisin tilanne on muuttunut 1980 ja -90 -luvun ajoista, sillä kaatopaikkojen määrä on vähentynyt, ympäristövaatimukset ja kaatopaikkojen rakennusmääräykset ovat kiristyneet, jätevero on tullut myös tuhkalle, kierrätystavoitteet ovat nousseet ja kaatopaikoille vietävälle materiaalille on tullut rajoituksia. Suljetuilta loppusijoitusalueilta kerätään kaasu talteen ja pintarakenteissa on sekä kaasunkeräyskerros, kuivatuskerros että kasvatuskerros, mikä antaa pajun kasvatukselle ja suotovesien käytölle aivan erilaiset lähtökohdat kuin 1980 ja 1990 -luvuilla. Lisäksi uusiutuvalle energialle on asetettu sekä EU- että kansallisia tavoitteita, mikä on parantanut pajun viljelyn kannattavuutta. Tämän takia kierrätysmateriaalien (tuhka, komposti) käyttö pajun kasvualustana sekä suotovesien ravinteiden hyödyntäminen pajun kastelussa tarjoaa uuden tavan nostaa kierrätysastetta ja säästää merkittävästi kustannuksia.

Konseptiin liittyy kuitenkin haasteita, kuten mm. oikean kasvualustareseptin suunnittelu, kastelujärjestelmän toteutus, rikkaruohon ja tuhoeläinten torjunta sekä pajun korjuu vahingoittamatta kaatopaikan rakenteita.

Kesän 2014 aikana kaatopaikan suotovedellä tehdyissä kastelukokeissa todettiin kasteluveden parantavan sekä vanhojen pajuviljelmien että nuorten viljelmien kasvua. Vanhat viljelmät pystyvät hyödyntämään suotovesien ravinteet paremmin sekä haihduttamaan suotovedet tehokkaammin suuren juuristoonsa avulla. Täysimittainen pajukasvusto pystyy haihduttamaan kasvukauden aikana vuotuisen sadannan verran (noin 600 mm) suotovettä ilman että haitallisia kertyy maahan tai pajuihin. Myöskään haitallisia valumia ei ilmennyt kyseisellä kastelumäärällä. Kun pajupolttoaineen laadussa ei myöskään ilmennyt haitallisia muutoksia, suotoveden kierrätys ja haihduttaminen pajuviljelmillä tarjoaa erittäin hyvän vaihtoehdon suotovesien käsittelylle. Haitaillisten aineiden krtyminen pohjamaahan vaatii kuitenkin pitempiaikaista seurantaa, vaikka alustavien kokeiden perusteella siitä ei näyttäisi tulevan ongelmaa.

Biodiili Oy hallitsee konseptin tuotantoketjun kokonaisuudessaan aina kasvualustareseptin suunnittelusta energiapajun polttoon saakka. Autamme mielellämme asiakkaitamme konseptin rakentamisessa.

Lisätietoa Kari Mutkalta (etunimi.sukunimi@biodiili.fi tai 040 0344964).