FI116522B - Menetelmä eloperäisen materiaalin käsittelemiseksi - Google Patents

Menetelmä eloperäisen materiaalin käsittelemiseksi Download PDF

Info

Publication number
FI116522B
FI116522B FI20020952A FI20020952A FI116522B FI 116522 B FI116522 B FI 116522B FI 20020952 A FI20020952 A FI 20020952A FI 20020952 A FI20020952 A FI 20020952A FI 116522 B FI116522 B FI 116522B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
reactor
organic material
bioconversion
process according
ammonia
Prior art date
Application number
FI20020952A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI20020952A (fi
FI20020952A0 (fi
Inventor
Jussi Jaerventie
Original Assignee
Preseco Oy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Preseco Oy filed Critical Preseco Oy
Publication of FI20020952A0 publication Critical patent/FI20020952A0/fi
Priority to FI20020952A priority Critical patent/FI116522B/fi
Priority to FI20030705A priority patent/FI116521B/fi
Priority to AU2003227796A priority patent/AU2003227796A1/en
Priority to CNB038115859A priority patent/CN100390106C/zh
Priority to CA 2486638 priority patent/CA2486638A1/en
Priority to DE2003725246 priority patent/DE03725246T1/de
Priority to SI200331774T priority patent/SI1551781T1/sl
Priority to DE60330583T priority patent/DE60330583D1/de
Priority to DK03725246T priority patent/DK1551781T3/da
Priority to AT03725246T priority patent/ATE452115T1/de
Priority to EP03725246A priority patent/EP1551781B1/en
Priority to ES03725246T priority patent/ES2255892T3/es
Priority to PCT/FI2003/000390 priority patent/WO2003097560A1/en
Priority to PT03725246T priority patent/PT1551781E/pt
Priority to US10/514,465 priority patent/US7160456B2/en
Publication of FI20020952A publication Critical patent/FI20020952A/fi
Priority to NO20045046A priority patent/NO20045046L/no
Application granted granted Critical
Publication of FI116522B publication Critical patent/FI116522B/fi

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A40/00Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production
    • Y02A40/10Adaptation technologies in agriculture, forestry, livestock or agroalimentary production in agriculture
    • Y02A40/20Fertilizers of biological origin, e.g. guano or fertilizers made from animal corpses
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/40Bio-organic fraction processing; Production of fertilisers from the organic fraction of waste or refuse

Landscapes

  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Sludge (AREA)

Description

116522
Menetelmä eloperäisen materiaalin käsittelemiseksi
Keksinnön tausta
Keksintö liittyy eloperäisen materiaalin käsittelymenetelmään ja erityisesti menetelmään, jossa hyödynnetään voimakkaasti ammoniakaalista elo-5 peräistä materiaalia paineistetussa hajotuksessa syntyvän biokaasun puhdistuksessa.
Julkaisussa US 4 824 571 on esitetty menetelmä ja laitteisto erilaisten orgaanisten tuotteiden ja jätteiden hajottamiseksi anaerobisessa väliaineessa. Menetelmässä syntyy hajonneita tuotteita ja biokaasua. Menetelmäs-10 sä hajotettava massa syötetään fermentointisäiliöön ja tuotettu biokaasu otetaan talteen. Tämän jälkeen biokaasu syötetään takaisin säiliöön sen pohjasta, jotta saadaan aikaan fluidisaatioefekti.
Julkaisussa US 4 302 236 on esitetty kompostointisysteemin käyttö kaasueffluentin pesemiseksi. Menetelmässä poistetaan epäorgaanisia happoja 15 muodostavia aineksia erityisesti rikkiä sisältävästä kaasuvirrasta. Epäorgaaniset ryhmät muodostavat hapen tai veden läsnä ollessa epäorgaanisia happoja. Puhdistettava kaasuvirta ohjataan aktiivisesti kompostoituvan biohajoavan orgaanisen jätteen läpi, joka pidetään termofiilisissä bakteerifaasin hajotusolo-suhteissa.
20 Julkaisussa WO 93/06 064 on kuvattu menetelmä märkäkompos- toinnin yhteydessä muodostuneiden kaasujen neutraloimiseksi ja talteen otta-.·. : miseksi. Julkaisussa kuvatun keksinnön tarkoitus on tehdä harmittomiksi hai-
I II
talliset, myrkylliset ja/tai saastuttavat lantakaasut. Julkaisun mukaan osa kaa-
• I I
suista palautetaan kompostoituun massaan sen ravintoarvon parantamiseksi.
« · t . 25 Julkaisussa DE 3 134 980 on kuvattu menetelmä biokaasureakto- ’;··* rissa hapettomassa ilmakehässä olevan biomassan sekoittamiseksi bakteeri- • * * ’· ” kantojen synnyttämän ja biokaasuvarastossa varastoidun biokaasun avulla.
•»·
Menetelmässä biomassa sekoitetaan jaksottaisilla biokaasun puhalluksilla. Biokaasun tarvittava paine saadaan aikaan biokaasureaktorissa olevien bak-; 30 teerikantojen avulla. Reaktori on ulkoapäin suljettu ja se on yhteydessä bio- kaasupainesäiliöön. Paine vapautuu biokaasupainesäiliössä ja seuraavaksi se . j. t puhalletaan biomassaan, josta biokaasu johdetaan edelleen biokaasusäiliöön.
EP-hakemusjulkaisussa 486 466 on kuvattu menetelmä orgaanisten ’·;** jätteiden jatkuvaksi ja ohjatuksi aerobiseksi biologiseksi hajoamiseksi. Hajoava : 35 aines, joka mahdollisesti ympätään bakteerien ja mikrobien seoksella, syöte- tään mikrobiologisessa jätteessä olevaan ainekseen, ja muuttunut aines, joka 2 116522 mahdollisesti ympätään bakteerien ja mikrobien seoksella, syötetään mikrobiologisessa jätteessä olevaan ainekseen ja muuttunut aines poistetaan, jolloin hajoamista varten syötetään happipitoista kaasua. Julkaisussa esitetyllä menetelmällä on tarkoitus kontrolloida typpipitoisten tuotteiden hajoamista. Mene-5 telmässä lisätään CCVkaasua happipitoiseen kaasuun riippuen hajoamistuotteen NH3-pitoisuudesta ja pH-arvosta, jolloin kaasu sekoittuu typpeä vähän tai ei lainkaan sisältävän jakeen kanssa. Julkaisussa kuvattu menetelmä on aerobinen menetelmä.
Eloperäistä materiaalia kertyy lukuisista erilaisista lähteistä kasvi- ja 10 eläinkunnan tuotteista. Eloperäisen materiaalin hajottamislaitosten yhtenä ongelmana on se, että prosessoitavaa materiaalia kertyy kausiluontoisesti ja laitoksen on lyhyen ajan sisällä pystyttävä prosessoimaan suuriakin kiinto-ainemääriä eloperäistä materiaalia, koska sitä ei voida varastoida pitkiä aikoja. Eloperäisen materiaalin säilömisessä on lukuisia ongelmia, esim. säilöttäessä 15 syntyy NH3:a, joka on toksinen yhdiste ja estää mikrobeja toimimasta. Nykyisin biokonversioreaktoreihin voidaan syöttää vain pieniä kiintoainepitoisuuksia, sillä NH3 estää mikrobien toiminnan reaktoreissa.
Lisäksi perinteisissä prosesseissa syntyy biokaasua, joka sisältää runsaasti hiilidioksidia. Hiilidioksidi on ympäristön kannalta haitallinen yhdiste 20 ja siitä pyritään yleisesti eroon.
Keksinnön lyhyt selostus .,: Keksinnön tavoitteena on siten kehittää menetelmä eloperäisen ma- /. teriaalin käsittelemiseksi siten, että yllä mainitut ongelmat saadaan ratkaistua.
J ] Keksinnön tavoite saavutetaan menetelmällä, jolle on tunnusomaista se, mitä i i * 25 sanotaan itsenäisessä patenttivaatimuksessa 1. Keksinnön edulliset suoritus-; “. muodot ovat epäitsenäisten patenttivaatimusten kohteena.
/ Keksintö perustuu siihen, että ammoniakkia tai voimakkaasti am- '···' moniakaalista eloperäistä materiaalia sisältävän paineistetun reaktorin läpi johdetaan hajotusprosessia prosessoivasta korkeammassa paineessa toimi- • * ·,· * 30 vasta reaktorista biokaasua. Tällöin metaani/hiilidioksidi-seoskaasun hiilidiok- sidi reagoi ammoniakin kanssa muodostaen ammoniumbi- ja/tai ammonium-,··, karbonaattia. Muodostuneet yhdisteet/muodostunut yhdiste muodostaa osan puskuriyhdisteestä, joka ei inhiboi prosessissa olevia mikrobeja siinä määrin ; kuin vapaa ammoniakki, koska muodostunut puskuriyhdiste estää mikrobeille :,:,1 35 epäsuotuisat pH:n vaihtelut.
t t 3 116522
Prosessoitava eloperäinen materiaali voi olla peräisin kasvi- tai eläinkunnasta. Eloperäisellä materiaalilla tarkoitetaan tässä yhteydessä mitä tahansa eloperäistä orgaanista ainesta. Voimakkaasti ammoniakaalisella materiaalilla tarkoitetaan tässä yhteydessä ammoniakkia sisältävää materiaalia.
5 Ammoniakki voi olla peräisin joko ainoastaan prosessoitavasta biojätteestä tai sitä voidaan tarpeen vaatiessa lisätä prosessoitavaan materiaaliin. Erityisesti runsaasti proteiineja sisältävissä eloperäisissä materiaaleissa syntyy luonnostaan runsaasti ammoniakkia. Prosessoitavaan eloperäiseen materiaaliin lisätty ammoniakki tai siinä mikrobien tuottama vapaa ammoniakki pehmentää solu-10 kalvoja siten, että myös paineistettu biokonversio eli hydrolyysi sinänsä nopeutuu merkittävästi.
Keksinnön mukaisen menetelmän etuna on, että biokonversioon voidaan syöttää suurempia kiintoainemääriä. Lisäksi mikrobiologisesti aktiivista jätettä voidaan säilyttää optimitilassa metaanin tuottoon nähden ja hygieniata-15 soitaan EU-direktiivien mukaisena ilman, että tarvitaan lämpötilamanipulaatio-ta. Eräs keksinnön mukaisen menetelmän etu on, että reaktoreihin, jotka ovat keskeyttäneet prosessinsa liian suuren ammoniakkipitoisuuden vuoksi, voidaan syöttää uudelleen puskuriliuosta, sitä sisältävää prosessoitavaa eloperäistä materiaalia tai ne voidaan käynnistää uudelleen. Lisäksi keksinnön mu-20 kaisella menetelmällä mahdollistetaan se, että eloperäistä materiaalia voidaan säilyttää entistä kauemmin, jolloin sen varastointi helpottuu. Muodostuva ammoniakki ei enää aiheuta estettä prosessoimiselle, vaan päinvastoin pitkä säi-. lytysaika esiprosessoi jätettä. Menetelmässä syntyy hydrolyysituotetta ja bio- , ·. kaasua, jotka otetaan talteen ja joita voidaan käyttää edelleen.
* ’ 25 Eräs keksinnön mukaisella menetelmällä saavutettu etu on lisäksi : se, että tuotettu biokaasu sisältää huomattavasti vähemmän hiilidioksidia kuin ; ·, perinteisillä menetelmällä tuotettu biokaasu. Biokaasu, joka sisältää vähän hii- ‘‘: lidioksidia, on ympäristöystävällinen.
Keksinnön yksityiskohtainen selostus ; 30 Keksintö koskee menetelmää eloperäisen materiaalin käsittelemi- : ’ ’'; seksi, jossa käytetään vähintään kahta reaktoria ja joka käsittää vaiheet, joissa a) eloperäiselle materiaalille suoritetaan paineistettu biokonversio *; ’. ‘ vähintään yhdessä reaktorissa, ’ ' b) biokonversiossa muodostunut biokaasu käsitellään ammoniakilla ’: ’: 35 vähintään yhdessä toisessa paineistetussa reaktorissa, ja ; ‘ ·. · c) syntynyttä puskuriliuosta palautetaan biokonversioon.
4 116522
Biokonversioprosessireaktoriin syötetään eloperäistä materiaalia. Prosessireaktorin paine on yli ilmakehän paineen. Eloperäisen materiaalin hajoamisen tuloksena alkaa syntyä biokaasua, joka sisältää CH4:a ja C02:a. Syntynyt biokaasu johdetaan vähintään yhden ammoniakkia tai voimakkaasti am-5 moniakaalista eloperäistä materiaalia sisältävän reaktorin läpi, jolloin metaa-ni/hiilidioksidi-seoskaasun hiilidioksidi reagoi ammoniakin kanssa muodostaen ammoniumbi- ja/tai ammoniumkarbonaattia.
Pääreaktoria seuraavat reaktorit ovat myös paineistettuja, mutta niiden paine on alhaisempi kuin ensimmäisen, prosessoivan reaktorin paine. Täl-10 löin syntyy siis puskuriyhdiste, jolloin happo- tai emäslisäykset eivät aiheuta merkittäviä muutoksia pH:ssa ja mikrobien toimintaolosuhteet ovat optimitasol-la.
Kun ammoniakkia sisältävän reaktorin tai reaktorien pH-arvot on saatu samalle tasolle kuin biokonversiota prosessoivassa reaktorissa, voidaan 15 eloperäinen materiaali syöttää prosessoivaan reaktoriin. Pääreaktoria seuraa-vista, ammoniakkia sisältävistä reaktoreista saadaan tuotteeksi pestyä biokaasua, jonka C02-pitoisuus on siis alhaisempi kuin reaktoreihin syötetyn biokaa-sun.
Kirjallisuudesta on löydettävissä monia viitteitä ammoniakin toksi-20 suudesta. Ammoniakkipitoisuutta 3000 mg/l on pidetty aikaisemmin toksisena ja ammoniakkipitoisuutta 1500-3000 mg/l inhiboivana. Nyt on kuitenkin yllättäen havaittu, että käsiteltävän materiaalin ammoniakkipitoisuus voi olla huomat-, · tavasti korkeampi ja biokonversiota tapahtuu silti.
•. Paineenalaisessa reaktorissa syntyy ammoniumbikarbonaattia, kos- 25 ka kaksi kaasua, ammoniakki ja hiilidioksidi (NH4+ - ja HC03-ioneiksi dissosioi-tuneina), pyrkivät mahdollisimman pieneen tilaan. Tällöin ammoniumioni yhtyy reaktiivisena hiilihappoioniin ja tuloksena on ammoniumbikarbonaatti tai am-moniumkarbonaatti riippuen vapaan ammoniakin määrästä reaktioliuoksessa.
• ·' Nämä molemmat suolat toimivat sekä vapaan ammoniakin että hiilihapon kera 30 puskureina molemminpuolisessa suhteessa 1:10. Koska anaerobisten mikro-: bien elinolot ovat pitkälle riippuvaisia vapaan ammoniakin määrästä ja pH:sta, ts. esimerkiksi pH:n nousun myötä mikrobien elintoiminnot heikkenevät, on , ·: ·. puskurin läsnäolo, varsinkin suuren kiintoaineprosentin omaavissa syötöissä ja ,' · ·. ammoniakkia jo valmiiksi aerobisesti tuottaneissa materiaaleissa, erittäin edul- 35 lista.
t * 5 116522
Keksinnön mukaisella menetelmällä mahdollistetaan mm. se, että esimerkiksi biomanipulaatiosta saadun kalan säilytys- ja kuljetusolosuhteet eivät aiheuta ylimääräisiä kustannuksia kestävyyden, lämpötilan, säilytysajan yms. suhteen.
5 Tutkimuksissa olemme todenneet ammoniakaalisten jätejaokkeiden lisäyksen luontuvan parhaiten jo prosessoivaan reaktoriin, jossa hiilidioksidin tuotanto on jo alkanut. Edullista on myös johtaa tuotettu kaasu reaktorin pohjalta läpi reaktioliuoksen aiheuttamaan mekaanista sekoitusta sekä viemään hiilidioksidin ja ammoniakin reaktio mahdollisimman täydellisesti loppuun.
10 Ammoniumtyppilannoitteeksi saatettaessa vapautetaan hiilidioksidi karbonaateista hapolla, johon ympäristöystävällisin sekä kierrätysideaamme parhaiten noudattava on kasvijätejaokkeiden sokereista etikkahappokäymisellä tuotettu etikkahappo, jolloin ammoniumbikarbonaatti muuntuu ammoniumase-taatiksi ja vapautunut hiilidioksidi johdetaan kasvihuoneisiin tai varastoidaan 15 jollain muulla keinolla, esimerkiksi paineistamalla. Etikkahapon sijaan kysymykseen tulevat myös mahdolliset ongelmajätteenä esiintyvät fosforihapot ja typpihappo, joiden lannoitteelle arvokkaat fosfaatit ja nitraatit tulisivat näin hyödynnetyksi.
Eloperäinen materiaali on eläinperäistä materiaalia, kuten kalaa tai 20 kalajätettä, siipikarjaa tai siipikarjajätettä, kasviperäistä materiaalia, kuten viljaa, viljelykasvia tai viljelykasvin jätettä, esimerkiksi ohraa, kaalia, perunaa tai perunan kuorta. Eloperäinen materiaali voi myös olla mikrobiperäistä materiaa-lia, kuten hiivaa.
Biokonversio suoritetaan yli ilmakehän paineessa, esimerkiksi noin • |· * 25 1,2-6 barin paineessa, edullisesti 2-4 barin paineessa.
Biokonversio suoritetaan eloperäisessä materiaalissa olevien mikro-; · · ’ organismien avulla ja/tai lisättyjen mikro-organismien avulla.
I « ·
Menetelmässä käytetään vähintään kahta reaktoria, jolloin toisessa suoritetaan paineistettu biokonversio ja toisessa suoritetaan muodostuneen 30 biokaasun käsittely/puhdistus ammoniakilla paineistetussa reaktorissa. Reak-j torissa, jossa suoritetaan biokaasun käsittely/puhdistus, on ammoniakkia tai « » t ♦ > 6 116522 eloperäistä materiaalia ja ammoniakkia käsittävä seos. Keksinnön mukainen menetelmä toteutetaan edullisesti jatkuvana kiertona.
Menetelmässä ammoniakki on syntynyt eloperäisen materiaalin hydrolyysissä. Reaktoriin, jossa biokonversio tapahtuu, lisätään toisesta reak-5 torista muodostunutta puskuriliuosta. Lisäksi biokonversioreaktoriin voidaan mahdollisesti lisätä eloperäistä, osittain hydrolysoitua materiaalia.
Ammoniakin ja hiilidioksidin reaktion seurauksena syntynyt puskuri-liuos sisältää ammoniumbikarbonaattia ja/tai ammoniumkarbonaattia ja vapaata ammoniakkia ja/tai hiilihappoa. Ammoniumbikarbonaattia tai ammoniumkar-10 bonaattia ja vapaata ammoniakkia ja/tai hiilihappoa on suhteessa 1:10.
Eloperäisestä materiaalista menetelmässä syntynyt hydrolysoitu tuote voidaan ottaa talteen ja sitä voidaan hyödyntää esimerkiksi maanparannusaineena, lannoitteena tai lannoitteen tapaisena tuotteena tai karkotteena.
Myös puhdistettu biokaasu otetaan edullisesti talteen ja sitä voidaan 15 käyttää kasvihuonekaasuna, lämmitykseen, sähköntuotantoon tai polttoaineena. Puhdistettu biokaasu sisältää hiilidioksidia alle 25 %, yleensä se sisältää hiilidioksidia 15-20 %.
Keksinnön mukaisella menetelmällä syntyneet tuotteet ovat puhtaampia kuin aikaisemmin valmistetut tuotteet ja kaikki menetelmässä synty-20 neet tuotteet voidaan hyödyntää. Esimerkiksi keksinnön mukaisella menetelmällä tuotettu ja pesty biokaasu sisältää huomattavasti vähemmän CC^ita kuin perinteisillä menetelmillä valmistettu biokaasu.
/.,: Alan ammattilaiselle on ilmeistä, että tekniikan kehittyessä keksin- : nön perusajatus voidaan toteuttaa monin eri tavoin. Keksintö ja sen suoritus- ’ [ 25 muodot eivät siten rajoitu yllä kuvattuihin esimerkkeihin vaan ne voivat vaihdel- la patenttivaatimusten puitteissa. Seuraavissa esimerkeissä esimerkit 1 ja 2 kuvaavat keksinnön mukaisen menetelmän vaiheen (a) biokon versiota, ja esi-merkissä 1 on lisäksi kuvattu, että reaktorista saatu biokaasu voidaan syöttää edelleen keksinnön mukaisen menetelmän vaiheeseen (b). Esimerkit 3, 4 ja 5 30 kuvaavat keksintöön liittyvän puskurin muodostumista.
I » *·. Esimerkit t
Esimerkki 1
Reaktoriin R1, jonka tilavuus oli 300 litraa, syötettiin eloperäistä ma-\ \ teriaalia, joka sisälsi 18,8 kg luujauhoa, 28,9 kg kalaa ja 3,8 kg geenimanipuloi- , : 35 tua hiivaa (Genencor) sekä 20 litraa ymppiä, joka sisälsi eri kalojen omia mik- 7 116522 robeja ja hiivaa. Reaktorin paine oli 2 bar. Reaktorin pH oli 8,2. Kokonais-NH4-pitoisuus määritettiin spektrofotometrilla ja se oli 9200 mg/l. Lisäksi määritettiin karbonaattien määrä rikkihapon avulla ja siitä laskettiin ammoniumionipitoisuus ammoniumkarbonaattina. Laskemalla ammoniumionipitoisuudeksi saatiin 8700 5 mg/l ja karbonaattien pitoisuus oli 46 300 mg/l. Myös alkaliniteetti ja fosfaattipi-toisuus määritettiin. Alkaliniteetti oli 32 000 ja fosfaattipitoisuus oli 1200 mg/l. Reaktorista saadun biokaasun määrä ja koostumus mitattiin. Reaktorista saatiin seuraavana päivänä 109,4 l/vrk biokaasua, jossa oli 74,6% CH4:a ja 20,0 % C02:a.
10 Reaktorista R1 saatu biokaasu voidaan syöttää edelleen voimak kaasti ammoniakaalista biojätettä sisältävään reaktoriin, jossa hiilidioksidi edelleen reagoi ammoniakin kanssa muodostaen puskuriyhdisteen. Tällöin ammoniakin toksisuus häviää ja olosuhteet ovat mikrobeille optimit.
Esimerkki 2 15 Reaktoriin R4, jonka tilavuus oli 250 litraa, syötettiin eloperäistä ma teriaalia, joka sisälsi 6,2 kg luujauhoa, 24,15 kg kalaa ja 3,92 kg geenimanipu-loitua hiivaa (Genencor) sekä 20 litraa ymppiä, joka sisälsi eri kalojen omia mikrobeja ja hiivaa. Reaktorin paine oli 2 bar. Reaktorin pH oli 8,0. Kokonais-NH4-pitoisuus määritettiin spektrofotometrilla ja se oli 5800 mg/l. Lisäksi määri-20 tettiin karbonaattien määrä rikkihapon avulla ja siitä laskettiin ammoniumpitoi-suus ammoniumkarbonaattina. Laskemalla ammoniumionipitoisuudeksi saatiin t 7400 mg/l ja karbonaattien pitoisuus oli 39 400 mg/l. Myös alkaliniteetti ja fos- i : faattipitoisuus määritettiin. Alkaliniteetti oli 21 000 ja fosfaattipitoisuus oli 1100 v : mg/l. Reaktorista saadun biokaasun määrä ja koostumus mitattiin. Reaktorista ,,,'· 25 saatiin seuraavana päivänä 140 l/vrk biokaasua, jossa oli 76,8% CH4:a ja :X: 17,4 % C02:a.
Esimerkki 3
Li : Reaktorista R(4) otettiin prosessin aikana 50 ml näyte eloperäistä L.,: materiaalia. Puskuriominaisuuden toteamiseksi näytteen pH mitattiin ja tämän ,···, 30 jälkeen siihen lisättiin 1-%:ista H2S04:a. Näytteen pH ennen hapon lisäystä oli 7’6· I * » » 8 116522
Taulukko 1_
Lisäys 1 % l-kSQ^a, ml PH 0,5 7,6 1 7,5 2 7,4 3 7,3 4 7,3 5 7,1 6 7,1 7 7,0 8 6,9 9 6,9 10 _6,9
Tislatun veden pH oli 7,6. 50 millilitraan tislattua vettä lisättiin 0,5 ml 1 -%:ista H2S04:ää, jolloin pH laski arvoon 2,3. Puskurivaikutus tulee siten selkeästi esille.
5 Esimerkki 4
Reaktorista R(4) otettiin 50 ml näyte eloperäistä materiaalia. Pusku-riominaisuuden toteamiseksi näytteen pH mitattiin ja tämän jälkeen siihen lisättiin 1-%:ista NH3:a. Näytteen pH ennen emäksen lisäystä oli 7,6.
Taulukko 2_
Lisäys 1 % NH3:a, ml_PH
0,5 7,8 ; 1 7,9 1,5 8,0 J.' 2 8,1 .J 3 8,3 4 8,4 5 8,5 6 8,6 7 8,6 8 8,7 - *· 9 8,8 _10_8,9 * 1 t
4 t I
’;*/ 10 Tislatun veden pH oli 7,7. 50 millilitraan tislattua vettä lisättiin seu- ‘ · ·’ raavat määrät 1-%:ista NH3:a., ja pH:n muutokset mitattiin.
» » * t * > 116522 9
Taulukko 3_
Lisäys 1 % NH3:a, ml_PH
0,5 7,8 0,1 9,7 1 9,9 2 10,1 3 10,2 4 10,2 5 10,3 10_10,5 Näistäkin tuloksista näkee siten selvästi, että keksinnön mukaisella biokaasun pesulla voidaan aikaansaada erittäin tehokasta puskurivaikutusta ja sitä kautta parantaa materiaalia hajottavien mikrobien toimintaolosuhteita.
5 Esimerkki 5
Suoritettiin lämpökaappitesti reaktorista R(4) saadulle hydrolyysi-tuotteelle. Lämpökaappitesti suoritettiin myös ammoniumvetykarbonaatille. Kunkin näytteen annettiin olla osoitetussa lämpötilassa vetokaapissa noin puolituntia. Tämän jälkeen näytettä pantiin rikkihapon päälle. Mikäli esiintyi voima-10 kas kuohu, voitiin tästä päätellä, että näytteessä oli edelleen karbonaattia. Taulukossa 4 kuohun antavia näytteitä on merkitty +:lla.
Taulukko 4_ :, ’ · Lämpötilako R(4) NH4HCO3 : 50 + + ::i.: 60 + + v : 80 + + 100 + +
Lisäksi havaittiin, että kun pidettiin viikko huoneenlämmössä 30 000 mg/l ammoniumkarbonaattia sisältävää näytettä, siinä oli viikon jälkeen vielä 15 13 000 mg/l ammoniumkarbonaattia.
;.: i Vastaavasti R(4) reaktorista otetussa näytteessä oli aluksi 29 000 mg/l ammoniumkarbonaattia ja sen jälkeen kun sitä oli pidetty viikko huoneen-. :1. lämmössä, oli siinä karbonaattia 10 000 mg/l.
• I

Claims (19)

116522
1. Menetelmä eloperäisen materiaalin käsittelemiseksi, tunnet-t u siitä, että käytetään vähintään kahta reaktoria, ja menetelmä käsittää vai- 5 heet, joissa a) eloperäiselle materiaalille suoritetaan paineistettu biokonversio vähintään yhdessä reaktorissa, b) biokonversiossa muodostunut biokaasu käsitellään ammoniakilla vähintään yhdessä toisessa paineistetussa reaktorissa, ja 10 c) syntynyttä puskuriliuosta palautetaan biokonversioon.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eloperäinen materiaali on eläinperäistä materiaalia.
3. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eloperäinen materiaali on kalaa tai kalajätettä, siipikarjaa tai siipikarjajätet- 15 tä.
4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eloperäinen materiaali on kasviperäistä materiaalia.
5. Patenttivaatimuksen 4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eloperäinen materiaali on viljelykasvi tai viljelykasvin jätettä, kuten kaali, 20 peruna tai perunan kuorta.
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että eloperäinen materiaali on mikrobiperäistä materiaalia, kuten : hiivaa.
: 7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tun- ;: 25 n e 11 u siitä, että biokonversio suoritetaan yli ilmakehän paineessa.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, : ·.: että biokonversio suoritetaan noin 1,2-6 barin paineessa, edullisesti yli kahden :'": barin paineessa.
9. Jonkin patenttivaatimuksen 1-8 mukainen menetelmä, tun- ; , -. 30 n e tt u siitä, että biokonversio suoritetaan eloperäisessä materiaalissa olevien | · · · [ mikro-organismien avulla.
” 10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetelmä, tun- :: : n e 11 u siitä, että biokonversio suoritetaan lisättyjen mikro-organismien avulla.
:”/· 11. Jonkin patenttivaatimuksen 1-10 mukainen menetelmä, tun- , v, 35 nettu siitä, että biokonversio suoritetaan anaerobisissa olosuhteissa. 116522
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mainitussa toisessa paineistetussa reaktorissa, joka sisältää ammoniakkia, biokaasu puhdistetaan.
13. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu sii-5 tä, että mainitussa toisessa paineistetussa reaktorissa, joka sisältää ammoniakkia, biokaasu puhdistetaan, ja reaktori sisältää lisäksi eloperäistä materiaalia, jolloin muodostuu eloperäistä materiaalia ja ammoniakkia käsittävä seos.
14. Patenttivaatimuksen 13 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että ammoniakki on syntynyt eloperäisen materiaalin hydrolyysissä.
15. Patenttivaatimuksen 13 tai 14 mukainen menetelmä, tunnet- t u siitä, että reaktoriin, jossa biokonversio tapahtuu, lisätään toisesta reaktorista eloperäistä, osittain hydrolysoitua materiaalia.
16. Jonkin patenttivaatimuksen 1-15 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syntynyt puskuriliuos sisältää ammoniumbikarbonaattia tai 15 ammoniumkarbonaattia ja vapaata ammoniakkia ja/tai hiilihappoa.
17. Patenttivaatimuksen 16 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että syntynyt puskuriliuos sisältää ammoniumbikarbonaattia tai ammoniumkarbonaattia ja vapaata ammoniakkia ja/tai hiilihappoa suhteessa 1:10.
18. Jonkin patenttivaatimuksen 1-17 mukainen menetelmä, tun- 20. e 11 u siitä, että eloperäisestä materiaalista menetelmässä syntynyt hydrolysoitu tuote otetaan talteen.
19. Jonkin patenttivaatimuksen 1-18 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että puhdistettu biokaasu otetaan talteen. 116522
FI20020952A 2002-05-21 2002-05-21 Menetelmä eloperäisen materiaalin käsittelemiseksi FI116522B (fi)

Priority Applications (16)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20020952A FI116522B (fi) 2002-05-21 2002-05-21 Menetelmä eloperäisen materiaalin käsittelemiseksi
FI20030705A FI116521B (fi) 2002-05-21 2003-05-12 Menetelmä eloperäisen materiaalin käsittelemiseksi
DK03725246T DK1551781T3 (da) 2002-05-21 2003-05-20 Fremgangsmåde og udstyr til behandling af organisk materiale
ES03725246T ES2255892T3 (es) 2002-05-21 2003-05-20 Metodo y equipo para tratar material organico.
CA 2486638 CA2486638A1 (en) 2002-05-21 2003-05-20 Method and equipment for processing organic material
DE2003725246 DE03725246T1 (de) 2002-05-21 2003-05-20 Verfahren zum Verarbeiten von organischem Material
SI200331774T SI1551781T1 (sl) 2002-05-21 2003-05-20 Postopek in oprema za obdelavo organskega materiala
DE60330583T DE60330583D1 (de) 2002-05-21 2003-05-20 Verfahren und vorrichtung zur verarbeitung von organischem material
AU2003227796A AU2003227796A1 (en) 2002-05-21 2003-05-20 Method and equipment for processing organic material
AT03725246T ATE452115T1 (de) 2002-05-21 2003-05-20 Verfahren und vorrichtung zur verarbeitung von organischem material
EP03725246A EP1551781B1 (en) 2002-05-21 2003-05-20 Method and equipment for processing organic material
CNB038115859A CN100390106C (zh) 2002-05-21 2003-05-20 处理有机原料的方法和设备
PCT/FI2003/000390 WO2003097560A1 (en) 2002-05-21 2003-05-20 Method and equipment for processing organic material
PT03725246T PT1551781E (pt) 2002-05-21 2003-05-20 Método e equipamento para processar matéria orgânica
US10/514,465 US7160456B2 (en) 2002-05-21 2003-05-20 Method and equipment for processing organic material
NO20045046A NO20045046L (no) 2002-05-21 2004-11-19 Fremgangsmate og anordning for prosessering av organisk materiale

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20020952A FI116522B (fi) 2002-05-21 2002-05-21 Menetelmä eloperäisen materiaalin käsittelemiseksi
FI20020952 2002-05-21

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20020952A0 FI20020952A0 (fi) 2002-05-21
FI20020952A FI20020952A (fi) 2003-11-22
FI116522B true FI116522B (fi) 2005-12-15

Family

ID=8563978

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20020952A FI116522B (fi) 2002-05-21 2002-05-21 Menetelmä eloperäisen materiaalin käsittelemiseksi

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI116522B (fi)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20020952A (fi) 2003-11-22
FI20020952A0 (fi) 2002-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI116521B (fi) Menetelmä eloperäisen materiaalin käsittelemiseksi
Shan et al. Additives for reducing nitrogen loss during composting: A review
Ma et al. Effects of oxygen levels on maturity, humification, and odor emissions during chicken manure composting
ES2337944T3 (es) Metodo de generacion de fertilizantes de fosforo mediante la utilizacion de tecnologia de fermentacion microbiana.
Insam et al. Control of GHG emission at the microbial community level
Singla et al. Effect of biogas digested liquid on CH4 and N2O flux in paddy ecosystem
JP2011240254A (ja) 含窒素有機廃棄物からのアンモニア生成と該アンモニアを肥効成分とした水耕栽培
US7582467B2 (en) Method and apparatus for processing organic material
Wan et al. Screening of lignin-degrading fungi and bioaugmentation on the directional humification of garden waste composting
Chen et al. Recognizing the challenges of composting: Critical strategies for control, recycling, and valorization of nitrogen loss
FI118734B (fi) Menetelmä eloperäisen materiaalin jäännöksen käsittelemiseksi
FI116522B (fi) Menetelmä eloperäisen materiaalin käsittelemiseksi
CN113195120A (zh) 有机废物的处理
WO2017051058A1 (en) Method and apparatus for the production of organic fertilizers and other bioproducts
Sigurnjak Animal manure derivatives as alternatives for synthetic nitrogen fertilizers
Woods et al. Biomass composting with gaseous carbon dioxide capture
Kumari et al. Role of Microorganisms in Composting and Factors affecting the Process
Feng et al. Variations in Enzyme Concentrations During High-Temperature Composting of Livestock and Poultry Manure and Study on Enzymatic Reaction Mechanisms
Gupta THE NITROGEN CYCLE IN THE COURSE OF STUDY RELATED TO THE BIOLOGICAL SCIENCES AT VARIOUS LEVELS
CN102229505B (zh) 使亚氨基二乙腈废渣脱毒并用以制肥的生物技术方法
Raza et al. Effects of vermicompost preparation and application on waste recycling, NH3, and N2O emissions: A systematic review on vermicomposting
Al-Alawi et al. Investigate biotransformation of green waste during composting by aerated static windrow with GORE (R) cover membrane technology
CN116854538A (zh) 一种有效提高高有机废弃物黄腐酸含量的方法
Körner et al. Ammonia emissions during post treatment of anaerobic fermented biomass
CN114455987A (zh) 一种肉牛粪尿一体化生物有机肥及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 116522

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed