Jätevesien typpi tehokkaasti kiertoon uusiutuvan sähkön avulla

Lannoitteena käytettävästä ammoniakkitypestä jopa 30 prosenttia päätyy kunnallisiin jätevesiin. Typpi voitaisiin ottaa sieltä tehokkaasti kierrätykseen uusiutuvan sähkön avulla, esittää tuore väitöstutkimus.

Tämä vähentäisi Suomen riippuvuutta fossiilisista polttoaineista ja auttaisi samalla huoltovarmuuden kasvattamisessa.

Tutkija Veera Koskue selvitti väitöskirjassaan typen talteenottoa jätevesistä sekä sähkökemiallisesti että bakteerien avulla tuotetulla sähköllä. Laboratoriomitan kokeiden tulokset olivat hänen mukaansa erittäin lupaavia.

”Bakteerien avulla saatiin talteen yli puolet tutkitun jäteveden sisältämästä typestä, kun taas puhtaasti sähkökemiallisissa kokeissa talteenottotehokkuus nousi parhaimmillaan lähes 90 prosenttiin”, Koskue kertoo.

Sähkökemiallinen menetelmä ilman biologista katalyyttiä kulutti enemmän sähköenergiaa, mutta mahdollisesti samanaikaisen lääkeaineiden poiston jätevedestä.

Kannattavaa ehkä jo lähiaikoina

Typen paikallinen kierrätys sähkön avulla voi väitöskirjan mukaan tulla taloudellisesti kannattavaksi jo lähivuosina.

Koskue osoitti tutkimuksessaan, että typen sähkökemiallinen talteenotto vähensi ilmastusenergian ja kemikaalilisäysten tarvetta jätevedenpuhdistuksen muissa osaprosesseissa.

Vaakaa kallistaa kierrätyksen hyväksi myös se, että typpilannoitteiden hinta on viime vuosina noussut rajusti. Tämä on pitkälti johtunut maakaasun kallistumisesta. Hintoihin vaikuttaa myös maailmanpoliittinen tilanne, juuri nyt Ukrainan sota.

”Tällä hetkellä typpilannoitteiden pääraaka-ainetta ammoniakkia ei valmisteta Suomessa lainkaan, vaan suurin osa tarvittavasta ammoniakista on tullut Suomeen Venäjältä”, Koskue muistuttaa.

”Viimeaikaiset poliittiset kehityskulut ovat nostaneet hintoja ja aiheuttaneet epävarmuutta lannoitteiden saatavuuteen liittyen.”

Typpilannoitteet turvaavat ruoan riittävyyden

Typpi on maataloudessa määrällisesti eniten käytetty lannoite. Ammoniakkityppeä alettiin valmistaa ilmakehän typpikaasusta teollisesti hiukan yli sata vuotta sitten, mikä mullisti maanviljelyn tuottavuuden.

On arvioitu, että ilman typpilannoitteita kyettäisiin tuottamaan ruokaa vain noin puolelle nykyisestä ihmiskunnasta.

Koska maapallon ilmakehästä suurin osa on typpikaasua, sitä ei pidetä rajallisena luonnonvarana.

Kaasun muuntaminen viljelyskasveille sopivaan muotoon ammoniakkitypeksi kuluttaa kuitenkin huomattavasti fossiilista energiaa ja aiheuttaa jopa prosentin maapallon hiilidioksidipäästöistä. Jo tuotettu ammoniakkityppi pitäisi siksi kierrättää entistä tehokkaammin.

Diplomi-insinööri Veera Koskuen väitöskirja Nitrogen recovery from digested sewage sludge reject waters using (bio)electroconcentration tarkastetaan Tampereen yliopistossa 29.7.2022.

(Kuva Heta Koskue) Veera Koskue jatkaa sähkökemiaan liittyvää tutkimustyötään Tampereen yliopistossa. Parhaillaan hän etsii keinoja poistaa kalojen kiertovesiviljelyssä esiintyviä makuvirheyhdisteitä kestävällä tavalla.

Kerro meille mielipiteesi!

 

Anna palautetta

Lisää uutisia