Euroopan unioni Vipuvoimaa EU:lta

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

Hankekoodi: A71583

Hankkeen nimi: Teollisuuden lietteiden energia- ja materiaalitehokkuuden parantaminen (TEOLI)

Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen

Erityistavoite: 3.2. Uusiutuvan energian ja energiatehokkaiden ratkaisujen kehittäminen

Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.11.2015 ja päättyy 31.12.2017

Toiminnan tila: Toiminta päättynyt

Vastuuviranomainen: Etelä-Savon elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus

2 Hakijan perustiedot

Hakijan virallinen nimi: Kaakkois-Suomen Ammattikorkeakoulu Oy

Organisaatiotyyppi: Ammattikorkeakoulu

Y-tunnus: 2472908-2

Jakeluosoite: PL 181, Patteristonkatu 3 D

Puhelinnumero: 01535561

Postinumero: 50101

Postitoimipaikka: Mikkeli

WWW-osoite: http://www.mamk.fi

Hankkeen yhteyshenkilön nimi: KOPRA RIKU SAKARI

Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: TKI-asiantuntija, kuitulaboratorio

Yhteyshenkilön sähköpostisoite: riku.kopra(at)mamk.fi

Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0504436411

Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely: Vain yksi hakija

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Teollisuuden lietteiden energia- ja materiaalitehokkuuden parantaminen (TEOLI) -hankkeen tavoitteena on
metsäteollisuuden prosessivesien ja lietteenkäsittelyn parempi hallinta.

Metsäteollisuudessa on tehty suuria muutoksia kustannustehokkuuden edistämiseksi ja ympäristöpäästöjen vähentämiseksi. Kustannustehokkuutta on lisätty mm. muokkaamalla eri rejektijakeita tehokkaammin ja käyttämällä niitä lopputuotteen valmistuksessa. Vedenkäytön vähentämiseksi tehtaat ovat siirtymässä suljettuun vedenkiertoon. Ympäristölainsäädäntö on edistänyt muutoksia, samoin metsäteollisuuden omat ratkaisut. Nämä kaikki muutokset ovat kuitenkin aiheuttaneet haasteita prosessivesien ja lietteenkäsittelyn hallinnalle. Erityisesti lietteidenkäsittelyssä tarvitaan uusia ratkaisuja, sillä useat tehtaiden laitteista on suunniteltu erityyppisten lietteiden käsittelyyn, kuin mitä nykyään prosessissa syntyy.

TEOLI-hanke edistää lietteiden käsittelyprosesseja. Hanke vähentää tehtaiden jätevedenpuhdistamoiden orgaanista kuormitusta ja nostaa kuiva-ainepitoisuutta haihduttamon kautta soodakattilaan kulkevassa polttolipeässä sekä kuorikattilaan syötettävässä lietteessä. Korkea kuiva-ainepitoisuus lipeässä ja lietteissä lisää niiden polttamisesta saatavaa energiaa. Energiatehokkuus kasvaa lietteen korkeamman kuiva-aineen ja pienemmän tukipolttoainetarpeen ansiosta. Lisäksi vähenevät kuljetuskustannukset edistävät vähähiilisyyttä.

Projekti jakaantuu kahteen osaan. Ensimmäinen osa keskittyy lietteenkäsittelyyn. Siinä selvitetään ja kehitetään menetelmä, jolla eri puunkäsittelyn ja tukkihautomoiden pohjalietteet voidaan erottaa toisistaan jatkokäsittelyä varten. Lisäksi kehitetään älykäs vedenpoistomenetelmä, jolla hallitaan prosessivaihteluja ja saavutetaan maksimaalinen kuiva-aineen taso. Toisessa osassa haetaan prosessiratkaisuja sellun ruskean massan pesun seurantaan. Hankkeessa kehitetään sellutehtaan energiatehokkuutta edistävä prosessikonsepti, jossa mallinnetaan kuiva-aineen kulku ruskean massan pesuvaiheesta haihduttamoon ja soodakattilaan. Prosessikonseptin toteuttamiseksi hankkeessa asennetaan pesulinjalle mittalaitteet, jotta saadaan laskettua optimaalinen pesuvesimäärä ja päästään ”täsmäpesu-konseptiin”. Optimointi lisää energiatehokkuutta, sillä liika vesi nostaa haihduttamossa energiantarvetta ja laskee polttolipeän nettolämpöarvoa. Kaikissa vaiheissa rakennetaan käytännön olosuhteissa toimiva on-line-malli tai pilot-laitteisto.

Tuloksena syntyy liiketoimintamalli, joka perustuu tukkihautomoiden ja pohjalietteiden käsittelyn palvelukonseptiin. Suomen mittakaavassa mallin työllistävä vaikutus olisi seitsemän miestyövuotta ja liikevaihto vuositasolla noin miljoona euroa. Toisena tuloksena on älykkääseen vedenpoistoon perustuva säätölaitteisto, jota voidaan monistaa maailmanlaajuisesti eri puhdistamoiden lietteidenkäsittelyssä. Kolmantena tuloksena saavutetaan maailmanlaajuisesti uusi mittauskonsepti ruskean massan pesun seurantaan. Menetelmällä voidaan saavuttaa usean sadantuhannen euron säästöjä sellutehtailla vuositasolla. Säästöt syntyvät haihduttamon toiminnan tehostumisesta ja polttolipeän paremmasta lämpöarvosta.

Rakennetut konseptit tehdään yhteistyössä maakunnan laitevalmistajien kanssa. Tavoitteena on lisätä liiketoimintaa ja työllisyyttä alueella. Laitteistot testataan savonlinnalaisella vaneritehtaalla ja lähialueen sellutehtaalla. Kehitetyt on-line mallit ja pilot-laitteistot ovat hyödynnettävissä tutkimuskäyttöön ja palveluliiketoimintaan maakunnassa.

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Projektin hakijana toimii Mikkelin ammattikorkeakoulu kuitulaboratorio ja projektin toteutusvastuu on sen TKI organisaatiolla. Hanke toteutetaan yhdessä etelä-savolaisten toimijoiden kanssa. Savonlinnassa toimii maailman johtava pesulaitteiden valmistaja Andritz, sekä mm. Äänekosken jätevedenpuhdistamonkin toimittava Aquaflow. Tuotannon puolelta toimijat tulevat vaneri- ja selluteollisuudesta, mm. UPM-Kymmene Wood Oy. Maakunnan ulkopuolesta ulkopuolelta mukana ovat Vantaalainen mittalaitetoimittaja K-Patents Oy sisaryritys Janesko ja metsäintegraatin puhdistamo.

4.2 Välilliset kohderyhmät

Välilliset kohderyhmät ovat Itä-Suomen metsäteollisuusyritykset, erityisesti sellu-, paperi ja vaneritehtaat. Toiseksi välillisenä kohderyhmänä ovat metsäteollisuuden vesiteknologiaa kehittävät yritykset. Kolmantena kohteena ovat lietealtaiden tyhjennykseen erikoistuneet pesufirmat.

Kehitettyjä menetelmiä voidaan soveltaa myös muun teollisuuden piirissä, kunnallisissa laitoksissa sekä energiayhtiöiden sovellutuksissa.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 204 148

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 202 796

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 248 060

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 260 653

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Etelä-Savo

Seutukunnat: Savonlinnan

Kunnat: Savonlinna

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite: Vipusenkatu 10

Postinumero: 57200

Postitoimipaikka: Savonlinna

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

7.1 Uusien työpaikkojen määrä (kysytään vain erityistavoitteisiin 1.1, 2.1 ja 3.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joihin työllistyvät naiset 0

7.2 Uusien yritysten määrä (kysytään vain erityistavoitteeseen 1.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joista naisten perustamia 0

8 Horisontaaliset periaatteet

8.1 Sukupuolten tasa-arvo

Hankkeessa on tehty toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta: Kyllä
Hanke on sukupuolineutraali.
Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Kyllä
Laitteiden toiminnat suunnitellaan sekä naisille että miehille soveltuviksi
Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei
Hanke on sukupuolineutraali.

8.2 Kestävä kehitys

VälitönVälillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys 8 7
Lietteenkäsittelyssä otetaan kaikki raaka-aineet paremmin talteen ja jatkohyödynnetään niitä. Pesussa COD-kuorma vähenee, jolla on välillinen vaikutus puhdistamolle käsiteltävään COD-kuormaan.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen 8 7
Tukipolttoaineen määrä vähenee ja lietteistä saatava polttoarvo kasvaa. Soodakattilaan menevän lipeän kuiva-aineen nostolla vaikutetaan vihreän energian tuotantoon.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus 3 3
Puhdistamolle tuleva kuorma vähenee ja puhdistamolla kierrätettävä kiintoainepitoisuus laskee, jolloin puhdistamon tehokkuus paranee. Käytännössä tämä tarkoittaa puhdistustehokkuuden paranemista.
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) 5 5
Puhdistamolle tuleva kuorma vähenee ja puhdistamolla kierrätettävä kiintoainepitoisuus laskee, jolloin puhdistamon tehokkuus paranee. Käytännössä tämä tarkoittaa puhdistustehokkuuden paranemista.
Natura 2000 -ohjelman kohteet 0 0
Ei suoranaista vaikutusta
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet 10 9
Materiaalien hyötykäytön paraneminen on projektin tärkein kriteeri. Lainsäädäntö kieltää jatkossa lietteiden ajamisen kaatopaikoille.
Uusiutuvien energialähteiden käyttö 8 8
Biopolttoaineen määrää ja täten vihreän energian tuottoa kasvatetaan ja jäljelle jäänyttä jaetta yritetään uudelleen käyttää.
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen 9 8
Hanke toteutetaan yhdessä paikallisten yritysten kanssa ja tavoitteena on luoda uusia tuotteita ja palveluja sekä kansallisille että kansainvälisille markkinoille.
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen 8 8
Tuotetaan alueelle palvelumuotoista liiketoimintaa. Tavoitteena luoda uutta yritystoimintaa tai vahvistaa nykyisten palveluliiketoimintaa.
Liikkuminen ja logistiikka 4 4
Vaikutetaan jätteiden kuljetustarpeen vähenemiseen.
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen 3 2
Lisätään alueelle uutta liiketoimintaa
Tasa-arvon edistäminen 2 2
Laitteet suunnitellaan käytettäviksi sekä naisille että miehille
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus 0 0
Ei merkittävää vaikutusta
Kulttuuriympäristö 0 0
Ei merkittävää vaikutusta
Ympäristöosaaminen 7 5
Haetaan uusia ratkaisuja ja tuotteita ympäristölle ongelmallisille ja määrällisesti suurille metsäteollisuuden lietteille.

9 Loppuraportin tiivistelmä

Tukkihautomolieteen osalta kartoitettiin sekä koivu- että havutehtaan hautomolietteen koostumus laboratoriossa, tehtiin esikokeita hiekan erottamiseksi kuoresta sekä suunniteltiin ja toteutettiin laitteisto hiekan erotukseen. Koelaitteistolla tehtiin laajamittaiset pilotkokeet. Tulokset osoittivat, että noin seitsemän prosentin hiekkapitoisuus saadaan pudotettua tasolle puoli prosenttia koivulla ja neljän prosentin taso noin prosenttiin havulla. Saavutetut tulokset luovat pohjan selvittää tukkihautomolietteen käsittelyn kustannuksia valituilla erotustekniikoilla, joiden pohjalta voidaan suunnitella liiketoimintaa.
Kartonkitehtaan lietteen käsittelyssä tutustuttiin kuivauksessa käytettyjen laitteiden toimintaan, kartoitettiin uusia ja perinteisiä lietteenkäsittelyprosessin seurantaan soveltuvia mittalaitteita, valittiin mittauslaitteet, sekä toteutettiin mittalaitteilla seurantajaksoja ja askelkokeita. Tulokset osoittivat, että valituilla mittareilla saadaan lisäinformaatiota lietteenkäsittelyprosessin tilasta. Tietoja voidaan hyödyntää prosessin entistä tarkempaan seurantaan ja ohjaukseen.
Sellutehtaan koivulinjalla asennettiin happivaiheeseen liuennutta ainetta mittaavat refraktometrit. Mittausten avulla seurattiin liuenneen aineen käyttäytymistä happivaiheessa askelvastekokeiden sekä normaalin ajotilanteen aikana. Mittausten avulla voitiin reaaliajassa seurata prosessin toimintaa ja havaita ongelmatilanteet ajoissa. Tämä mahdollisti kemikaalien sekä sekoitusenergian käytön optimoinnin, jonka johdosta saavutettiin materiaali- ja energiasäästöjä. Lisäksi kartoitettiin sekä havu-, että kouvulinjan pesun toiminta. Kartoituksen pohjalta valittiin seurantakohteiksi havulinjan diffusööripesu. Kyseisten mittausten ympärille asennettiin kolme refraktometria yhden ennestään olevan lisäksi. Pesureiden toimintaa tutkittiin askelvastekokeiden avulla seuraamalla toimintaa kyseisillä mittauksilla. Pesureiden toimintaa pystyttiin tehostamaan ja saavuttamaan säästöjä haihdutuskustannuksissa.