Ravinteiden talteenotto on välttämätöntä

Luonnonvarakeskuksen arvion mukaan lannassa, jätevesilietteessä sekä yhdyskuntien ja teollisuuden biojätteissä on tarpeeksi fosforia kattamaan koko Suomen fosforilannoituksen tarpeen. Myös typen tarpeesta voidaan kattaa merkittävä osuus.

– Toteuttaminen vaatii investointeja prosessointiin sekä ratkaisuja logistiikan, varastoinnin ja levitysmenetelmien käytäntöihin, johtava asiantuntija Sari Luostarinen Luonnonvarakeskuksesta kiteyttää.

Hän uskoo, että ravinteiden kierrätyksestä tulee osa kaikkia tuotannon ja kulutuksen ketjuja; kestävämpi ruokajärjestelmä pohjaa tarkempaan ravinteiden käyttöön ja suljetumpiin kiertoihin. Tärkeimpiä ravinteita ovat kasvien kasvulle välttämättömät fosfori ja typpi sekä kalium ja hivenaineet.

Elintarviketeollisuuden sivuvirroista kiertää fosforia ja typpeä sekä muita ravinteita ja orgaanisia aineita maatalouden käyttöön. Osa kiertää erilaisissa prosesseissa lannoitteiksi tai energiaksi. Sivuvirroista voidaan ottaa talteen myös arvotuotteita kuten rasvahappoja.

Yleisimmät sivuvirtojen prosessointimenetelmät ovat kompostointi ja mädätys biokaasulaitoksissa. Joitakin sivuvirtoja kuivataan ja rakeistetaan. Jos halutaan tuottaa jalostetumpia kierrätyslannoitevalmisteita, tarvitaan ravinteiden väkevöintiä ja erottamista erilaisiksi jakeiksi. Väkevöinti helpottaa valmisteiden kuljettamista, ja ravinteita erottelevat tekniikat mahdollistavat täsmällisemmän lannoituksen.

– Väkevöiviä ja erottelevia menetelmiä ei käytetä vielä paljon. Osin ne tarvitsevat vielä kehittämistäkin tietynlaisille biomassoille sopiviksi ja toimintavarmuuden parantamiseksi, Luostarinen kertoo.

Erikoistutkija Hanna Kyllönen VTT:ltä arvioi, että jätevesi- ja sivuvirtapohjaisissa kiertotaloustuotteissa, -teknologioissa ja -osaamisessa on potentiaalia vientituotteiksi asti.

Sivuvirroista voidaan erottaa typpi-, fosfori- ja kaliumyhdisteitä, jotka voisivat toimia lannoitteena, maanparannusaineena tai pesu- ja teollisuuskemikaaleina. Typpi voi olla myös tulevaisuuden energiatuote.

Talteen otetusta hiilestä voitaisiin prosessoida energiatuotteita tai biohiiltä tai käyttää sitä raaka-aineena biologisiin prosesseihin. Tuotteita voidaan kehittää myös magnesiumista, rikistä ja kalsiumista.

Hygieeninen laatu voidaan taata esimerkiksi poistamalla mikrobit esikäsittelyvaiheessa. Käsittelyinä voivat olla suodatus riittävän pienen huokosen läpi, kemikaalien kuten hapettimien, happojen ja emästen käyttö, ultraviolettikäsittely ja kuumennus. Lisäksi tarvitaan testauksia tuotteiden laadun varmistamiseksi.

Valmiita ja kehitteillä olevia menetelmiä

Jätevedenpuhdistuksen osastonjohtaja Kristian Sahlstedt Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymästä (HSY) kertoo, että yhdyskuntien jätevesilietteestä hyödynnetään maataloudessa nyt noin 40 prosenttia.

– Vaikka kaikki Suomen yhdyskuntajätevesien sisältämät ravinteet saataisiin talteen, niillä voitaisiin kattaa vain pieni osa peltojen vuosittaisesta ravinnetarpeesta. Kiertotalousmielessä tärkein kysymys on, miten hyödynnetään karjanlanta, jonka ravinnemäärä on moninkertainen yhdyskuntajätevesiin verrattuna, Sahlstedt tähdentää.

Puhdistamolle tuleva yhdyskuntajätevesi on hyvin laimeaa. Ravinteita otetaan talteen biokaasulaitoksilla, joissa puhdistamolietteen ja biojätteen mädätyksen yhteydessä muodostuu väkeviä rejektivesiä.

Typen kalvosuodatusta kehitetään Aalto-yliopiston NPHarvest –hankkeessa. HSY taas kehittää fosforin uuttamista jätevedenpuhdistamolla syntyvästä kemiallisesta lietteestä.

– Tällä hetkellä käyttökelpoisin ja taloudellisin menetelmä hyödyntää jätevesiä on nykyinen käytäntö, jossa mädätetty ja hygienisoitu tai jälkikompostoitu puhdistamoliete käytetään maanparannusaineena viljelyssä ja viherrakentamisessa, Shalstedt toteaa.

Jätevesi- tai lieteperäisiä lannoitevalmisteita ei saa käyttää suoraan ravinnoksi käytettäville kasveille kuten vihanneksille. Vilja- ja rehukasvilannoitteiden tuotantoprosessi sisältää hygienisoinnin, jolla tuhotaan ihmisperäiset taudinaiheuttajat.

Jotkut suuret viljanostajat ovat kieltäneet sopimusviljelijöiltään lietepohjaisten lannoitevalmisteiden käytön vedoten haitta-aineisiin. Tiukemmat puhdistus-, hiilijalanjälki- ja kierrätysvaatimukset edellyttävättekniikoita, joiden energiankulutus on pieni ja jotka ratkaisevat kannattavasti, miten ravinteet otetaan talteen suuren volyymin laimeista virroista. Lopputuotteen pitää olla hygieeninen ja haitta-aineeton ja nykyisellä kalustolla pelloille levitettävissä.

Kaikki turvalliset ravinnevirrat tarpeen

MTK:n ja Sitran koolle kutsuma asiantuntijaryhmä on hakenut ratkaisuja tuontilannoitteiden korvaamiseksi ravinteiden kierrätyksellä. Ryhmän mielestä nopeat ratkaisut löytyvät jätevesien ravinteiden hyödyntämisestä ja turvallisista kierrätyslannoitteista. Pidemmän aikavälin ratkaisuja ovat jäteveden typen hyödyntäminen, kierrätyslannoitevalmisteet (fosfori) ja biomassojen kartoitus (kalium).

Suomen ympäristökeskuksen mukaan Suomessa käytettävät kierrätyslannoitevalmisteet eivät yleensä sisällä raskasmetalleja yli kansallisessa lannoitelainsäädännössä tai EU:n lannoiteasetuksessa annettujen raja-arvojen, mutta myös kemikaaliriskit pitää huomioida paremmin.

MTK:n ympäristöjohtajan tehtävästä Sitraan syyskuussa alussa siirtynyt Liisa Pietola kertoo, että kaikki ravinnevirrat tarvitaan. Sitrassa Pietola keskittyy maa- ja metsätalouden kestävyysratkaisuihin.

– Elintarviketeollisuuden biomassojen ravinteet ovat helpommin hyödynnettävissä, koska haitta-aineita ei ole kuten jätevesilietteissä. Ne ovat osa nopeita ratkaisuja, mutta myös ruuansyönnin kulutusperäiset päästöt on saatava mukaan. Tähän tarvitsemme investointeja ja teknologian laajempaa käyttöönottoa, Pietola painottaa.

Biokaasulaitosten rejektivesi on typen kierron kannalta lupaavin myös elintarviketeollisuuden sivuvirtojen kannalta.

– Ammoniakkivesi ja sen johdannaiset ovat täsmälannoitukseen sopivampia kuin orgaaniseen ainekseen sidottu typpi, joka vapautuu kasvien käyttöön mikrobien aktiivisuuden kautta. Tämä ei ole ihmisen hallinnassa vaan sään: maan kosteuden ja lämmön. Kyse on typen saannin ajastuksesta kasveille, Pietola täsmentää.

Suomen Biokierto ja Biokaasu ry:n toiminnanjohtaja Anna Virolainen-Hynnä kertoo, että lainsäädäntö mahdollistaa elintarviketeollisuuden sivuvirroista valmistettavien lannoitevalmisteiden käytön maataloudessa joustavasti, tehokkaasti ja turvallisesti.

Vuonna 2021 Suomessa oli muutamia yksinomaan elintarviketeollisuuden sivuvirtoja käsitteleviä biokaasulaitoksia ja useampi rakenteilla. Lisäksi rakenteilla on useita myös lantaa ja kasvibiomassoja käsitteleviä biokaasulaitoksia ja monia suunnittelu- ja rahoitusvaiheessa.