Syötteen metaanintuotantopotentiaalin määrittäminen AMPTS II -laitteistolla
Savolainen, Aku (2016)
Savolainen, Aku
Oulun ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201605259637
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201605259637
Tiivistelmä
Tämän opinnäytetyön tarkoituksena on tuottaa tutkimustuloksia eräiden syötteiden ominaisuuksista biokaasun tuotantoa ja hyödyntämistä ajatellen. Työ koostuu kirjallisuudesta kerätystä tietopohjasta, joka käsittelee biokaasun tuottamiseen käytettäviä syötteitä ja biokaasun tuotantoon liittyvää tekniikkaa, sekä käytännön kokeesta, jossa biokaasua tuotetaan AMPTS II –laitteistolla. Työn tuloksia käytetään liminkalaisen Jahotec Oy:n biokaasulaitoksen toiminnan tehostamisessa ja markkinoinnissa.
Orgaaniset aineet hajoavat hapettomissa olosuhteissa tuottaen biokaasua, joka on parhaimmillaan täysin hiilidioksidineutraali uusiutuva energianlähde. Kaikki syötteet eivät kuitenkaan tuota yhtä paljon kaasua samassa ajassa ja useiden syötteiden koko metaanipotentiaali saadaan hyödynnettyä vasta mädätettäessä niitä yhdessä muiden syötteiden kanssa. Biokaasureaktorin tehokkaan käytön kannalta on tärkeää tiedostaa erilaisten syötteiden ominaisuudet.
Yhdyskuntalietteen, teurasjätteiden, kalan ja karjanlannan hajoamista anaerobisissa olosuhteissa arvioitiin 17 päivää (neljän näytteen osalta 36 päivää) kestäneen kokeen perusteella. Koe toteutettiin mädättämällä teurasjätteitä, kalaa, yhdyskuntalietettä ja karjanlantaa biokaasureaktorista otettuun mädätysjäännökseen sekoitettuna ruotsalaisen Bio Process Control Ab:n AMPTS II -laitteistolla Oulun ammattikorkeakoulun laboratoriossa. Kokeen tuloksia on verrattu alan julkaisuihin ja syötteistä saatavaa energiamäärää on arvioitu laskennallisesti.
Korkeimmat metaanimäärät saatiin yhdyskuntalietettä, karjanlantaa ja teurasjätteitä sekä yhdyskuntalietettä, karjanlantaa ja kalaa sisältävistä syöteseoksista, jotka tuottivat metaania 63 – 110 m3/1000 kg syötettä. Pelkkä yhdyskuntaliete tuotti metaania 45 – 67 m m3/1000 kg syötettä, ja yhdyskuntalietteestä, teurasjätteestä ja kalasta koostuvat seokset 29 – 51 m3/1000 kg syötettä.
Koe suunniteltiin kiireellä ja yrityksen tarpeet huomioon ottaen, joten yksittäisten syötteiden ominaisuuksia on vaikea arvioida kokeen tulosten perusteella. Jatkotutkimuksissa olisi hyvä järjestää kokeita, joissa tarkastellaan yksittäisten syötteiden metaanintuotantopotentiaaleja sekä yhteismädätyksen vaikutusta syötteen metaanintuotantopotentiaaliin. Työn loppuosan johtopäätöksissä on esitetty myös parannusehdotuksia AMPTS II –laitteistoon reaktoripullojen sekoituslaitteiston ja kaasun koostumuksen mittauksen osalta.
Orgaaniset aineet hajoavat hapettomissa olosuhteissa tuottaen biokaasua, joka on parhaimmillaan täysin hiilidioksidineutraali uusiutuva energianlähde. Kaikki syötteet eivät kuitenkaan tuota yhtä paljon kaasua samassa ajassa ja useiden syötteiden koko metaanipotentiaali saadaan hyödynnettyä vasta mädätettäessä niitä yhdessä muiden syötteiden kanssa. Biokaasureaktorin tehokkaan käytön kannalta on tärkeää tiedostaa erilaisten syötteiden ominaisuudet.
Yhdyskuntalietteen, teurasjätteiden, kalan ja karjanlannan hajoamista anaerobisissa olosuhteissa arvioitiin 17 päivää (neljän näytteen osalta 36 päivää) kestäneen kokeen perusteella. Koe toteutettiin mädättämällä teurasjätteitä, kalaa, yhdyskuntalietettä ja karjanlantaa biokaasureaktorista otettuun mädätysjäännökseen sekoitettuna ruotsalaisen Bio Process Control Ab:n AMPTS II -laitteistolla Oulun ammattikorkeakoulun laboratoriossa. Kokeen tuloksia on verrattu alan julkaisuihin ja syötteistä saatavaa energiamäärää on arvioitu laskennallisesti.
Korkeimmat metaanimäärät saatiin yhdyskuntalietettä, karjanlantaa ja teurasjätteitä sekä yhdyskuntalietettä, karjanlantaa ja kalaa sisältävistä syöteseoksista, jotka tuottivat metaania 63 – 110 m3/1000 kg syötettä. Pelkkä yhdyskuntaliete tuotti metaania 45 – 67 m m3/1000 kg syötettä, ja yhdyskuntalietteestä, teurasjätteestä ja kalasta koostuvat seokset 29 – 51 m3/1000 kg syötettä.
Koe suunniteltiin kiireellä ja yrityksen tarpeet huomioon ottaen, joten yksittäisten syötteiden ominaisuuksia on vaikea arvioida kokeen tulosten perusteella. Jatkotutkimuksissa olisi hyvä järjestää kokeita, joissa tarkastellaan yksittäisten syötteiden metaanintuotantopotentiaaleja sekä yhteismädätyksen vaikutusta syötteen metaanintuotantopotentiaaliin. Työn loppuosan johtopäätöksissä on esitetty myös parannusehdotuksia AMPTS II –laitteistoon reaktoripullojen sekoituslaitteiston ja kaasun koostumuksen mittauksen osalta.