Lietelannan käytettävyys paranee uusilla teknologioilla

Lietelannan käyttöä ja hygieenistä laatua voidaan parantaa huomattavasti nykyisestä uusilla ilmastukseen perustuvilla teknologiolla, osoittaa uusi väitöstutkimus.

Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT:n tutkija Anni Alitalo on kehittänyt väitöstutkimuksessaan menetelmiä, joilla voidaan parantaa lietelannan ravinteiden kierrätystä ja vähentää käyttöön liittyviä haju- ja hygieniaongelmia.

– Lietelanta muodostaa varsin merkittävän osuuden kaikesta tuotetusta lannasta. Globaalisti kuitenkin vain noin 20–40 prosenttia kotieläinten tuottamasta typestä tulee hyödynnettyä. Muiden ravinteiden osalta hyödyntämisprosentti jää tätäkin alhaisemmaksi, Alitalo sanoo.

Alle puolet lannan ravinteista hyödynnetään

Karjanlantaan arvioidaan erittyvän vuosittain noin 100 megatonnia typpeä, mutta koska alle puolet saadaan takaisin satokasvien käyttöön, suurin osa häviää ympäristöön. Lanta sisältää jopa 1,5 kertaisen määrän fosforia ja kolminkertaisen määrän kaliumia verrattuna teollisiin lannoitteisiin, mutta vain murto-osa näistäkin lannan ravinteista saadaan tehokkaaseen käyttöön.

Alitalon tutkimuksessa lietelannan käytettävyyttä parannettiin erottamalla pääravinteet, fosfori ja typpi.
– Pystyimme osoittamaan, että fosfori on erotettavissa lietteen kiintoaineen mukana. Typpi on huomattavasti vaikeampi erottaa lietelannasta, mutta senkin erottaminen on mahdollista. Tässä tutkimuksessa typpi erotettiin nestefraktiosta biologisen käsittelyn jälkeen ilmavirran avulla eli strippaamalla, Alitalo kuvailee.

Alitalon tutkimuksessa kehitettiin pilottimittakaavan vaiheittainen käsittelymenetelmä, jossa lanta käsiteltiin ensin biologisesti ilmastamalla tätä tarkoitusta varten kehitetyssä reaktorijärjestelmässä. Sen jälkeen lannasta erotettiin ammoniakki strippaamalla. Lietelannan pH-arvo nousi biologisen käsittelyn aikana, mikä mahdollisti osittaisen typen erotuksen ilman kemikaaleja.

– Tutkimus osoitti, että tehokkaan strippauksen edellyttämää kemikaalimäärää voidaan huomattavasti vähentää ja se voidaan toteuttaa ilman voimakkaiden emästen, kuten natriumhydroksidin käyttöä, Alitalo toteaa.

Hajutonta lietelantaa

Biologisella käsittelyllä pyrittiin vähentämään lietelannan hajuhaittoja ja parantamaan hygieniaa. Kokeessa käsiteltiin sian ja naudan lietelantaa ilmastetuissa prosessitankeissa, joihin oli toteutettu mikrobilisäys. Lanta oli esikäsitelty laskemalla sen kuiva-ainepitoisuutta 1-2 prosenttiin.

Lietelannan haju poistui täysin tai oli vain heikosti havaittavissa neljän päivän käsittelyn jälkeen.
– Kehitetty reaktorijärjestelmä osoittautui toiminnaltaan vakaaksi ja tehokkaaksi, Alitalo toteaa.

Käsittely paransi myös lietteen hygieenistä laatua. Parhaimmillaan suolistoperäisten mikrobien määrä väheni yli 90 prosenttia.

Perustutkimusta ja tuotekehitystä

Väitöskirjassa esitetty järjestelmä ei sinällään sovellu tiloilla käytettäväksi. Sillä on testattu perusmekanismeja, joiden pohjalta on edelleen kehitetty maatilamittakaavan prosesseja. Teknologian vieminen maatilamittakaavaan on vaatinut huomattavaa tuotekehitystä. Sian lietelannan käsittely on kehitetty valmiiksi, mutta tällä hetkellä sen myynti odottaa uuden ohjelmakauden investointitukipäätöksiä.

– Uusien ympäristöteknologian innovaatioiden kehittäminen edellyttää varsin syvällistä perusmekanismien tuntemusta eli perustutkimusta sekä asioiden yhdistelyä yli tiederajojen. Tässä tutkimuksessa on hyödynnetty mikrobiologian, kemian, fysikaalisen kemian sekä tekniikan osaamista, Alitalo kertoo.

Alitalon oma tutkijatausta on maa- ja ympäristökemiassa. Hän on aiemmin tutkinut lannan ja väkilannoitetypen käyttäytymistä sekä typen käytön hallintaa maatiloilla. Väitöskirjan vahvana taustavaikuttajana on toiminut professori Erkki Aura.

– Auran valtava innostus, laaja tieteellinen osaaminen sekä tapa etsiä konkreettisia ratkaisuja ongelmiin olivat varmaan syy miksi tulin kehittämään ratkaisuja lietelannan käsittelyyn, väittelijä toteaa.

MMM Anni Alitalo väittelee 12.12.2014 kello 12 Helsingin yliopiston maatalous-metsätieteellisessä tiedekunnassa aiheesta "Combination of biological and physico-chemical factors in the development of manure nutrient recovery and recycling-oriented technology " (Biologisten ja fysikokemiallisten tekijöiden yhdistäminen lietelannan ravinteiden talteenottoon ja kierrätykseen tähtäävän teknologian kehittämisessä). Väitöstilaisuus järjestetään osoitteessa Metsätieteiden talo, luentosali B2, Latokartanonkaari 7.

Vastaväittäjänä on professori Willy Verstraete, Ghent University, ja kustoksena on professori Laura Alakukku.

Lisätietoja:
tutkija Anni Alitalo, MTT, puh. 029 5317124, anni.alitalo@mtt.fi

Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus MTT on Suomen johtava ruokajärjestelmän vastuullisuutta, kilpailukykyä ja luonnonvarojen kestävää hyödyntämistä kehittävä tutkimuskeskus, www.mtt.fi. 1.1.2015 MTT yhdistyy Metsäntutkimuslaitos Metlan, Riista- ja kalatalouden tutkimuslaitos RKTL:n ja Maa- ja metsätalousministeriön tietopalvelukeskus Tiken tilastopalveluiden kanssa Luonnonvarakeskukseksi, www.luonnonvarakeskus.fi

Avainsanat: