Kierrätyslannoitteen taselaskenta

Abstract

Fosfori on uusiutumaton luonnonvara ja sitä pidetään kriittisenä alkuaineena nopeasti kuluvien fosforivarantojen takia. Fosforia käytetään lannoitevalmisteissa, räjähdeaineissa, hammastahnassa ja pesuaineissa. Ravinnepitoisten jätteiden mukana häviää suuret määrät etenkin fosforia ja typpeä, jotka ovat maanviljelyn ja kasvun kannalta tärkeitä ravinneaineita. Ravinteiden kierrätystä tehostamalla voidaan minimoida jätevirtoja sekä vähentää ravinteiden huuhtoutumista ympäristöön.

Työn tavoitteena oli luoda kierrätyslannoitteelle toimiva massa- ja ravinnetaselaskenta sekä tutkia tuotteen laatuvaihteluja, kun raaka-aineina käytetään biokaasulaitoksen mädätysjäännöstä ja lentotuhkaa. Teoriaosuudessa on perehdytty lannoitteen vaatimuksien lisäksi eri raaka-ainelähteiden sisältämiin ravinnepitoisuuksiin. Taselaskennassa pyrittiin löytämään kierrätyslannoitteelle tuoteominaisuuksiltaan kilpailukykyisiä tuotevaihtoehtoja maatalouskäyttöön ja metsälannoitteeksi.

Kierrätyslannoitteella on potentiaalia kilpailla mineraalilannoitteita vastaan, mutta vaihtelut kierrätysraaka-aineiden sisältämissä ravinnepitoisuuksissa tuovat haasteita niin tuotteen kuin valmistusprosessin suunnitteluun. Käytännössä tämä tarkoittaisi sitä, että tuotantolaitoksella olisi oltava valmius saapuvien kierrätysraaka-aineiden analysointiin ja tuotteen reseptin muuttamiseen kierrätysraaka-aineen laadun vaihtuessa. Jatkoselvitystarpeita on yhä niin tuotekehityksessä kuin logistiikassakin.

Phosphorus is a nonrenewable natural resource and it is considered critical because of quickly depleting phosphorus reserves. Phosphorus is used in fertilizers, explosives, toothpastes and detergents. With organic wastes a lot of phosphorus and nitrogen will be removed, which are some of the most important nutrients to improve crop growth. Increasing the recycling of phosphorus and nitrogen is important to protect the water system from nutrient runoff.

The aim of this Master’s thesis was to create mass and nutrient balance calculations for recycled fertilizer when the main raw materials used were digestate and fly ash. Furthermore, the changes in the quality of the product were researched. The theoretical part investigated demands of fertilizer and nutrient contents in different raw materials. At the balance calculations the goal was to find out competitive products for recycled fertilizer which can be used in agriculture and in forestry.

There is a potential in recycled fertilizers to compete against mineral fertilizers, but the variation in the nutrient contents in recycled raw materials create a challenge to the product development as well as to the design of the production line. In addition, this would mean that there should be a possibility to analyze raw materials and change the recipe of the product if there are changes in the quality of the recycled raw materials. Researches should be continued with the product development and logistics.