Ravinteiden saattaminen takaisin kiertoon: kompostointi ja mädätys

Ravinteiden saattaminen takaisin kiertoon: kompostointi ja mädätys

Kaisa Grönman

Valtioneuvosto hyväksyi toukokuussa asetuksen, jolla kielletään biohajoavan ja muun orgaanisen yhdyskuntajätteen sijoittaminen kaatopaikalle vuoteen 2016 mennessä. Rajoittamisella pyritään vähentämään kaatopaikkojen kasvihuonekaasupäästöjä ja vesistökuormitusta sekä edistämään luonnonvarojen kiertoa takaisin materiaaliksi tai energiaksi. Tässä hengessä on meidänkin hyvä esitellä niitä tekniikoita, joilla elintarvikeketjun ravinteet saadaan takaisin kiertoon ja osaltaan hyötykäyttöön. Aloitetaan kompostoinnista ja mädätyksestä.

Kompostoitaviksi ja mädätettäväksi materiaaleiksi soveltuvat mm. lietteet (esimerkiksi jätevedenpuhdistuksesta), kiinteät orgaaniset aineet ja maataloudessa muodostuvat lannat. Kompostointi- ja mädätysprosessit vaativat molemmat biojätteeltä jätteen lajittelua, joka useimmiten tehdään jo jätteen syntypaikalla.

Kompostoinnissa mikrobit hajottavat hapellisissa ja kosteissa olosuhteissa eloperäisestä jätteestä humusta, josta voidaan valmistaa multatuotteita tai sitä voidaan käyttää esimerkiksi suljettujen kaatopaikkojen maisemointiin. Reaktiotuotteena syntyy myös lämpöä, hiilidioksidia ja vettä. 

Jos komposti on liian märkä, ravinteita voi huuhtoutua pois. Liian suuri vesimäärä voi myöskin täyttää huokoset ja näin estää hapen oton ja aloittaa anaerobiset reaktiot. Kompostilaitoksilla ylijääviä jätevesiä ja valumavesiä kerätään ja ohjataan jäteveden käsittelyyn.

Kompostin hiili-typpi -suhteen (C:N-suhde) on oltava pieneliöille sopiva. Hiiltä on aina oltava enemmän, suhteessa typpeen noin 25-30:1. Jos typpeä on ylimäärin, ammoniakin muodossa oleva typpi jää käyttämättä ja haihtuu ilmaan. Liian pieni typpimäärä taas hidastaa kompostointiprosessia. Hyvässä kompostissa tulisi siis olla sopivassa suhteessa typpipitoisia ja hiilipitoisia eloperäisiä aineita. Kosteuspitoisuuden, happipitoisuuden ja C:N-suhteen lisäksi kompostin toimivuuteen vaikuttavat myös lämpötila (optimaalinen 60-70°C), pH ja kiinteän jätteen partikkelikoko (optimaalinen 2,5-7,5 cm) ja kompostoitavan aineen ligniinipitoisuus, joka pienentää aineen hajoamisnopeutta.

Mädätyksessä esikäsitelty massa hajoaa mikro-organismien toiminnan tuloksena hapettomissa olosuhteissa. Reaktiossa syntyy biokaasua, joka kerätään talteen ja voidaan käyttää hyödyksi energiantuotannossa, sekä mädätettä, joka voidaan kuivauksen jälkeen polttaa tai käyttää maanparannusaineena. Ennen maanparannusaineena käyttöä mädäte kuitenkin yleensä kompostoidaan sen stabiloimiseksi.

Polku-hankkeen tietojen mukaan kompostointiprosessissa syntyy ilmapäästöinä metaanin ja hiilidioksidin lisäksi typpipäästöinä noin 25–50 % biohajoavan aineksen sisältämästä typestä. Tästä 1,2–5 % on dityppioksidia, 95–98 % ammoniumtyppeä ja loput n. 0,8 % typpikaasua. Mädätyksen tapahtuessa suljetussa reaktorissa ravinteiden säilyminen on siten parempaa kuin kompostoinnissa. Mädätysjäännöksen käsittelyssä kuitenkin osa ravinteista siirtyy rejektiveden mukana joko takaisin kiertoon tai ylimääräisenä vetenä jätevedenpuhdistukseen. Fosforista suuri osa pysyy kiintoaineksen mukana mutta osa typestä ja kaliumista päätyy nesteosaan.

Pelkkien ravinteiden säilymisen ja kiertoon saattamisen kannalta mädätys siis näyttäytynee kompostointia parempana vaihtoehtona, mutta jätteenkäsittelyvaihtoehtojen vertailussa on tietenkin otettava muutkin tekijät huomioon. Näitä ovat mm. taloudellisuus, toimintavarmuus ja muut ympäristövaikutukset sekä kyseessä olevan jätteen ominaisuudet ja kuljetusetäisyydet mahdollisille jätteenkäsittelylaitoksille.

Meidän projektimme kannalta on tärkeää miettiä, mitä ravinteiden kierrättäminen kompostin lopputuotteen tai mädätysjäännöksen mukana oikeastaan merkitsee. Jos ravinne menee aineksen mukana kaatopaikan maisemointiin tai tienpientareiden viherrakentamiseen varsinaisen viljelykäytön (puutarhoissa tai maatiloilla) sijaan, korvataanko silloin kuitenkaan neitseellisen ravinteen käyttöä? Laitettaisiinko näille käyttökohteille kuitenkaan lannoitteita eli vältetäänkö tällä toiminnalla kuitenkaan mitään päästöjä tai resurssien käyttöä? Lienee eri asia, jos voidaan olettaa, että näillä ravinnepitoisilla lopputuotteilla on kysyntää viljelykäytössä. Kuitenkin esimerkiksi vuonna 2010 yhdyskuntien jäteveden puhdistamoilla syntyneestä lietteestä hyödynnettiin vain reilu 5 % maanviljelyksessä (lähde). Mutta ensi kerralla enemmän asiaa jätevedestä.

 

Lähteitä mm.

Hakala & Välimäki. 2003. Ympäristön tila ja suojelu Suomessa.

Kaila et al. 2006. Jätehuollon järjestäminen kunnan näkökulmasta.

Peltonen & Harmoinen (toim.). 2009. Ravinteet kasvintuotannossa.

Tchobanoglous et al. 1993. Integrated solid waste management.