Circhubs

Nollakuitu, 0-kuitu

Materiaalikuvaus ja määräarviot

Nollakuitu on selluteollisuudesta ylijäänyttä puuainesta. Tampereella Hiedanrannan alueen edustalla Näsijärvessä sitä on arviolta 1,5 miljoonaa kuutiometriä, mikä estää paikallisesti Näsijärven virkistyskäytön (Lahtinen 2016). Selluteollisuuden jätevedet sisältävät nollakuidun lisäksi ligniiniä, orgaanisia sidosaineita, kaoliniittiä (savea) kalsiumkarbonaattia sekä raskasmetalleja ja muita epäpuhtauksia (Kuokkanen ym. 2008). Nollakuitu on päätynyt järven pohjaan sinne laskettujen jätevesien mukana. Huonosti hajoavana massana nollakuitu muodostaa nollakuitusedimentin järven pohjaan. (Lahtinen 2016.)

Ramboll Finland Oy:n tutkimuksen mukaan Näsijärven nollakuitusedimentti koostuu pääasiassa orgaanisesta aineksesta sisältäen paljon ravinteita ja jonkin verran metalleja kuten arseenia, kobolttia, kuparia ja elohopeaa. Ph:ltaan nollakuitu on hapanta (Autiola&Holopainen 2016).

Innovaatiotarpeet

Jotta Näsijärven virkistyskäyttöä voitaisiin lisätä, on nollakuitusedimentti poistettava järven pohjasta. Ruoppaukseen liittyy kuitenkin mm. alla kuvattuja haasteita ja innovaatiotarpeita (Holopainen&Tolvanen 2017):

• Orgaanisten rasvahappojen läsnäolon myötä aiheutuvien hajuhaittojen hallinta.
• Ruoppauksen aiheuttaman veden samentumisen ja ilmaan leviämisen estämisen hallinta niin, ettei pehmeä sedimentti pääsee kulkeutumaan järven/vesialueiden muihin osiin.
• Nollakuidun ruoppauksen ja hyödyntämisen taloudelliset ratkaisut.

Parhaillaan käynnissä on myös Maa- ja metsätalousministeriön rahoittama hanke Zero Waste from Zero Fiber, jonka tavoitteena on saada Näsijärvestä nostettava nollakuitu käsiteltyä taloudellisesti ja kestävästi, ilman merkittäviä ympäristöhaittoja. Osana hyödyntämisprosessia on uusi mikrobiologinen prosessi, jolla saadaan nollakuidusta valmistettua arvokemikaaleja, biokaasua ja orgaanisia lannoitteita. Vastaavia kohteita on maailmassa runsaasti, joten ratkaisu on monistettavissa muualle Suomeen ja ulkomaille. (MMM 2017.)

Liiketoimintaan liittyvät haasteet ja mahdollisuudet

Nollakuidun hyödyntämismahdollisuuksia on tutkittu paljon, ja parhaimmillaan sitä voidaan hyödyntää monin eri tavoin. Eräänä potentiaalisena hyödyntämiskeinona on tutkittu nollakuidun käyttöä biokaasun tuotannon raaka-aineena (YLE 2017). Ojasen (2017) opinnäytetyö tukee nollakuitusedimentin mahdollisuuksia biokaasutuotannossa. Opinnäytteen yhteydessä tehdyissä testeissä biokaasun valmistus onnistui panospulloissa hyvin ja lähes koko orgaaninen osuus muuttui metaaniksi ja hiilidioksidiksi. Metaanituotannon maksimoinniksi nollakuidun lisäksi tarvitaan myös muita ravinteíta ja hivenaineita mikrobien kasvun takaamiseksi. (Ojanen 2017.) Nykyisessä muodossaan Näsijärven nollakuitusedimentti on happamuudeltaan epäedullinen metaanikaasun tuottamiseen. Orgaanisen aineen hajotessa edelleen metaanin tuotantomahdollisuudet kasvavat (Holopainen&Tolvanen 2017).

Tutkimuksia on tehty mm. massastabilointiin liittyen, jolloin nollakuitua voidaan hyödyntää maarakentamisessa tuhkaan ja huonolaatuiseen maamassaan sekoittamalla. Mm. Ramboll Finland Oy:n ja Tampereen kaupungin tilaamassa diplomityössä tutkittiin nollakuidun stabilointia (= geoteknisten ominaisuuksien muuntamista rakentamiskäyttöön soveltuvaksi) eri seos- ja sideainepitoisuuksilla. Seos- ja sideaineina käytetyt savi, siltti ja sementti paransivat sen hyötykäyttömahdollisuuksia. Lisätutkimuksia tarvitaan kuitenkin stabiloidun materiaalin ympäristökelpoisuuteen ja pitkäaikaiskestävyyteen sekä sideaineiden laadun ja määrän optimointiin liittyen (Holopainen 2015.) Massastabilointiin liittyen on parhaillaan käynnissä myös innovaatiokumppanuushanke Ecolan Oy:n kanssa (ePressi).

Tällä hetkellä selvityksen alla on myös mahdollisuus ruopata nollakuitusedimentti, kuivattaa se ja hyödyntää energian tuotannossa (Holopainen&Tolvanen 2017). Lisäksi nollakuitua voidaan käyttää eloperäisen aineen lisäämiseen maaperässä (YLE 2016). Lupaavia innovaatioita ovat muun muassa tällaisen lietteen käyttö lämmöneristysmateriaalina tai paperi- ja puulaminaattina. Nollakuidulla on myös potentiaalia toimia hiilen adsorbenttina osana erilaisia vedenpuhdistamisprosesseja. (Jaria ym. 2017.)

Lähteet

Autiola, M. Holopainen, M. 2016. 0-kidun pilaantuneisuustutkimus. Tutkimusraportti. Ramboll Finland Oy.

ePressi. Jätteestä arvotavaraa – Suomalainen Ecolan Oy kehitti teollisuuden sivuvirroista vaihtoehdon sementille infrarakentamisessa. Luettu 7.11.2017.

Holopainen, M. Tolvanen, H. 2017. Kantakaupungin yhteiskaava 2040. Hiedanrannan rakentamisen ympäristö- ja terveysvaikutukset.

Holopainen, M. 2015. Stabiloidun 0-kuidun geotekniset ominaisuudet ja pitkäaikaiskestävyys. Rakennustekniikka. Tampereen teknillinen yliopisto. Diplomityö

Jaria G., Silva C.P., Ferreira C.I.A., Otero M. & Calisto V. 2017:  Sludge from paper mill effluent treatment as raw material to produce carbon adsorbents: An alternative waste management strategy. Journal of Environmental Management – Volume 188, 1 March 2017, Pages 203-211.

Kuokkanen, T. Nurmesniemi, H. Pöykiö, R. Kujala, K. Kaakinen, J. Kuokkanen, M. 2008. Chemical and leaching properties of paper mill sludge. Kirjassa Chemical Speciation & Bioavailability. Volume 26 No.4. Taylor & Francis

Lahtinen, L. (2016). Selluteollisuuden nollakuitusedimentin hyödyntäminen biokaasuprosessissa. Diplomityö. TTY.

MMM 2017.

Ojanen, L. 2017. Nollakuitusedimentin nestejakeen metaanintuottopotentiaali. Energia- ja ympäristötekniikka. Tampereen ammattikorkeakoulu. Opinnäytetyö.

Hiedanrannan rakentamisen vaikutusarvio. Tampereen Kaupunki ja Ramboll. Luettu 26.10.2017

YLE 14.1.2016

YLE 16.8.2017