EU:n uusi yhdyskuntajätevesidirektiivi (2024/3019) asettaa tiukat vaatimukset mikroepäpuhtauksien poistolle. Vuodesta 2033 alkaen yli 150 000 asukkaan jätevedenpuhdistamoiden on saavutettava vähintään 80 %:n poistoteho määritellyille indikaattoriaineille, ja vuoteen 2045 mennessä kaikkien tämän kokoluokan laitosten on oltava vaatimusten mukaisia. Uudet vaatimukset tulevat lopulta koskemaan tuhansia laitoksia Euroopassa.
Aktiivihiili ja otsonointi ovat vakiintuneita teknologioita tavoitteen saavuttamiseen, ja otsonointia täydennetään usein aktiivihiilellä haitallisten sivutuotteiden poistamiseksi. Aktiivihiiltä valmistetaan pääasiassa kivihiilestä ja kookospähkinän kuorista. Kivihiilipohjaiset tuotteet hallitsevat markkinoita, mutta ongelmana on niiden suuri hiilijalanjälki. Ympäristöystävällisempänä vaihtoehtona pidetään kookospähkinänkuoresta valmistettua aktiivihiiltä, mutta toimitusketjuun liittyvät riskit mutkistavat kestävyyden kokonaiskuvaa. Direktiivin myötä aktiivihiilen kysyntä kasvaa 2030-luvulla, mikä korostaa tarvetta paikallisille ja ilmastoystävällisille ratkaisuille.
Bio4All-hankkeen ratkaisu: Biomassasta aktiivihiileksi
Bio4All-hankkeen tavoitteena on kehittää arvoketjuja biomassasivuvirroista polttoaineiksi ja kemikaaleiksi nopean pyrolyysin avulla. Osana tätä työtä tutkijat selvittivät, voidaanko nopean pyrolyysin sivuvirtana syntynyttä korkean tuhkapitoisuuden omaavaa biohiiltä jalostaa vesihöyryn avulla aktiivihiileksi jätevedenpuhdistuksen tarpeisiin.
“Aktivointiprosessin avulla biohiilen huokosrakennetta ja pinta-alaa - ominaisuuksia, jotka ovat välttämättömiä mikroepäpuhtauksien tehokkaaseen poistoon - saatiin huomattavasti parannettua. Näillä biopohjaisilla aktiivihiilillä puhdistettiin onnistuneesti lääkeainejäämiä jätevedestä, mikä osoittaa niiden potentiaalin vastata EU:n tiukentuviin vaatimuksiin”, kertovat VTT:n erikoistutkija Virpi Siipola ja tutkimusharjoittelija Väinö Rintala.
Bio4All-tutkimus on myös osoittanut, että lähtömateriaalin tuhkapitoisuudella on vaikutusta huokosrakenteen kehittymiseen ja sitä voidaan hyödyntää aktivointiprosessissa aktiivihiilen ominaisuuksien räätälöintiin eri biomassalähteille. Tämä lähestymistapa muuttaa haasteen mahdollisuudeksi: luonnollinen vaihtelu biomassassa ei ole este, vaan osa suunnittelua.
Miksi tämä on tärkeää?
“Kotimaisen biomassan hyödyntäminen vähentää riippuvuutta tuontimateriaaleista, pienentää ympäristövaikutuksia ja luo arvoa jätteille. Kun jäsenvaltiot laativat kansallisia toimeenpanosuunnitelmia vuoteen 2028 mennessä, paikallisesti tuotettu ilmastoystävällinen aktiivihiili voi nousta keskeiseksi ratkaisuksi”, Siipola sanoo.
Bio4All-hanke rakentaa arvoketjuja biomassajätteistä polttoaineiksi, kemikaaleiksi ja nyt myös vedenpuhdistuksen aktiivihiileksi. Työ jatkuu VTT:llä jatkohankkeissa, ja sitä tukee pilot-mittakaavan pyrolyysi- ja aktivointiyksikön hankinta, jolla voidaan suorittaa joustavasti paikan päällä tapahtuvaa koetoimintaa. Tulevat vuodet näyttävät, kuinka pitkälle nämä integroidut, biomassapohjaiset ratkaisut voivat edistää puhdasta vettä ja kestävää jätevedenkäsittelyä.
