Jäteveden ravinteista kierrätyslannoitetta

Tutkijoiden kehittämässä NPHarvest-prosessissa otetaan jäteveden typpi ja fosfori talteen siten, että niistä syntyy lannoitteeksi soveltuvaa ammoniumsulfaattiliuosta sekä fosfori- ja kalsiumpitoista sakkaa.

Jätevedet sisältävät suuria määriä typpeä ja fosforia, jotka ovat arvokkaita ravinteita. Aalto-yliopiston tutkijoiden kehittämän NPHarvest-prosessin avulla nämä ravinteet voidaan ottaa talteen siten, että syntyy lannoitteeksi soveltuvaa puhdasta ammoniumsulfaattiliuosta sekä fosfori- ja kalsiumpitoista sakkaa. Prosessin avulla saadaan tuotettua kierrätyslannoitetta ja samalla säästää energiaa ja luonnonvaroja, sillä jätevesien ravinteiden kierrätys vähentää ravinnepäästöjä vesistöihin sekä ilmastusenergian ja kemikaalien käyttöä jätevedenpuhdistusprosessissa.

Prosessi toimii siten, että ensin jätevesi saostetaan kemiallisesti käyttämällä kalkkisuodinpölyä, jota syntyy teollisuuden sivuvirtana. Saostuksessa saadaan jäteveden fosfori talteen. Typen erottaminen ammoniummuodossa perustuu kaasua läpäisevän kalvon hyödyntämiseen. Prosessia voivat hyödyntää esimerkiksi biokaasulaitokset, jotka saavuttavat säästöjä käsittelemällä jätevetensä paikan päällä lannoitteeksi sen sijaan, että johtaisivat ne jätevedenpuhdistamolle ja maksaisivat korotettua jätevesimaksua.

”Kalvojen kestävyyteen ja pestävyyteen liittyi epäilyksiä vielä keväällä, koska takana oli vain lyhytaikaisia kokeita. Kesällä pääsimme testaamaan prosessia usean kuukauden ajan ja samalla varmistui kalvojen käytettävyys. Tiedämme nyt, että prosessi toimiin haastavissakin ympäristöissä, kuten mädättämön kiertovesien ja kaatopaikalta suodattuneiden vesien käsittelyssä”, kertoo työelämäprofessori Anna Mikola.

Prosessin vahvuus on siinä, että jätevedestä voidaan tuottaa erilaisia lopputuotteita tarpeen mukaan. Typen osalta esimerkiksi ammoniumfosfaatti sopii lannoitteeksi yleisesti ja ammoniumnitraatilla on käyttöä teollisuuskemikaalina. Fosforin talteenotossa voidaan hyödyntää erilaisia orgaanisia polymeerejä, kuten tärkkelystä, joka toimii perinteisten saostuskemikaalien tavoin.

NPHarvest-prosessissa käytetään happoa typen sitomiseksi lopputuotteeseen. Viikinmäessä tehdyissä koeajoissa osoitettiin, että käyttöön soveltuu myös fosforihappo, jota on tulevaisuudessa mahdollisuus tuottaa jätevesistä HSY:n kehittämän jätevesien fosforin talteenoton RAVITA™-prosessin avulla.

”Prosessin räätälöitävyys ja muokattavuus on tärkeää, kun siirrytään kiertotalousajatteluun, jossa yhden jäte on toisen raaka-aine”, Mikola muistuttaa.

Hankkeen on rahoittanut ympäristöministeriö ja se on toteutettu yhteistyössä Aalto-yliopiston ja useiden alan yritysten kanssa: Teollisuuden Vesi, Helsingin seudun ympäristöpalvelut HSY, Gasum, Biolan, Nordkalk, Kemira ja Outotec.

Vesitalouden uutiskirjeLokakuu 202031.10.2020