Lietteitä syntyy maataloudessa, teollisuudessa sekä myös yhdyskuntien jätevedenpuhdistamoilla. Karjata-lous on suurin lietteiden (= karjanlanta) tuottaja. Puunjalostusteollisuuden lietteitä ovat mm. primääriliete, bioliete, siistausliete ja kemiallinen liete. Yhdyskunta- ja metsäteollisuuden lietteitä syntyy 600 000–700 000 tonnia kuiva-ainetta vuodessa (Lohiniva et al. 2001). Suomessa yhdyskuntien jäteve-denpuhdistamoissa kertyi lietettä kuiva-aineeksi laskettuna 142 700 tonnia vuonna 2010 (noin 1 miljoona tonni märkäpainona). Yhdyskuntaliete hyödynnetään maanparannuskäytössä (Häkkinen et al. 2014). Met-säteollisuuden lietteitä syntyi 537 000 tonnia vuonna 2014 ja tästä energiakäyttöä oli 332 000 tonnia.
Lietteiden sijoittamisen tavoitteena on löytää erilaisille lietteille mahdollisimman haitaton sijoittaminen.
Ennen kaikkea suositaan lietteen hyötykäyttöä. Lietteitä voidaan käyttää hyödyksi joko aineena tai hyödyn-tämällä niiden energiasisältö. Metsäteollisuuden lietteitä voidaan hyödyntää polttamalla tai valmistamalla niistä lannoitteita. Puhdistamolietteistä sekä maatalouden lietteistä voidaan tuottaa biokaasua (ks. luku 12.4 Biokaasu) sähkön ja lämmön tuottamiseksi.
Primääriliete (kuituliete, esiselkeytysliete) on esiselkeytyksestä laskeuttamalla saatua lietettä. Metsäteol-lisuuden primäärilietteet sisältävät kuori-, kuitu-, täyte- ja lisäaineita sekä pigmenttejä. Sen laatu riippuu monista tekijöistä, mm. tuotantoprosessista. Lietteen tuhkapitoisuus riippuu tuotantoprosessista siten, että hienopaperitehtaiden lietteissä on tuhkaa 50–60 % ja selluteollisuuden lietteissä 5–20 p-%. Kosteus on 60–65 p-% ja tehollinen lämpöarvo käyttökosteudessa 4–6 MJ/kg (Isännäinen & Huotari 1994).
Bioliete eli aktiiviliete on jäteveden biologisessa puhdistuksessa syntyvää lietettä. Metsäteollisuuden biolietettä voi verrata yhdyskuntien puhdistamolietteeseen (ks. taulukko 9.1 ja 9.2). Siinä on mikrobimas-san lisäksi myös puun uuteaineita, ligniiniyhdisteitä ja adsorboituneita klooriorgaanisia yhdisteitä. Biomas-san osuus biolietteessä on aktiivimenetelmässä 65–75 p-% ja tuhkapitoisuus 5–50 p-%. Ravinnepitoisuu-det ovat pienempiä kuin yhdyskuntien lietteissä. Ongelmallista on biolietteiden sisältämät epäpuhtauRavinnepitoisuu-det, jotka saattavat rikastua lipeäkiertoon (Isännäinen 1993, Vakkilainen 1993).
Kuorimossasyntyy monenlaisia lietteitä, mm. kuoriliete, hiekanerottimen hiekkaliete ja selkeyttimen lie-te. Kuori käsitellään kuoripuristimissa ja selkeyttimen liete vedenerottimissa. Näiden seos poltetaan kuori-kattilassa tai joskus se viedään kaatopaikalle. Kuorilietteen määrä vaihtelee 0,5–8 kg/puu-m3. Määrä riip-puu kuorimotyypistä, ajotavasta, riip-puulajista ja riip-puun varastoinnista (Isännäinen & Huotari 1994).
Siistauslietettä syntyy keräyspaperin siistaus- eli deinking-prosessissa, jossa jätepaperista poistetaan painomuste, täyteaineet ja päällysteet, jolloin jäljelle jää uusiokuitu. Siistauslietettä syntyy 50–205 kg/tonni tuotetta ja se on pääosin tuhkaa ja kuitua. Lietteen määrä riippuu käytettävän keräyspaperin laadusta.
Siistauslietteiden keskimääräinen kuiva-ainepitoisuus on yli 40 % ja tuhkapitoisuus vaihtelee 30–60 % riippuen raaka-aineena käytettävän paperin laadusta sekä siistaustekniikasta. Kuiva-aineen tehollinen lämpöarvo on suurimmillaan vain 15 MJ/kg. Siistauslietteen kuiva-aineen natriumpitoisuus on 0,1–0,3 p-%, kaliumpitoisuus 0,2–0,5 p-% ja klooripitoisuus 0,2–0,6 % (taulukko 9.1). Yhdyskuntien lietteistä suurin osa on jätevedenpuhdistamon lietettä. Myös sako- ja umpikaivolietteitä muodostuu huomattavia määriä. Puh-distamolietteitä syntyy keskimäärin runsas 100 g kuiva-ainetta asukasta kohti vuorokaudessa (ks. myös luku 12.4).
Taulukko 9.1. Erilaisten lietteiden ominaisuuksia (Isännäinen 1993, Niittymäki 1993).
Ominaisuus
Sellu-tehtaan sekaliete
Primääri-liete
Paperi-tehtaan sekaliete
Bioliete Siistaus-liete
Kuorimo-liete
Kosteus, p-% 75–80 70 85 60 70
PITOISUUS KUIVA-AINEESSA, p-%
Tuhka 16–21 0,4 12–20 16 30–60 2,5
Hiili, C 40–42 44 44–46 47 25–45 50
Vety, H 4,5–5,0 6 5,5–6,0 5,2 4–5,5 6
Rikki, S 0,4–0,9 0,1 0,05–0,1 1,2 0,1–0,3 0,02
Typpi, N 1,3–1,6 0,4 0,5–0,7 1,6 0,1–0,3 0,8
Happi, O 25-29 25 30 22 34
Kloori, Cl 0,1–0,6 0,0–0,1 0,2–0,6
Tehollinen lämpöarvo
kuiva-aineessa, MJ/kg 14–16 13,5 17,4 8–13 3,0
Tehollinen lämpöarvo
saapumistilassa, MJ/kg 9,3 2,3 0,5 2,9
Kuva 9.1. Lietteen lämpöarvo käyttökosteudessa (MJ/kg) lietteen kosteuden ja tuhkapitoisuuden funktiona (Lohiniva et al. 2001). Kuva: VTT.
Lietteitä voidaan polttaa rumpu-uuneissa, leijukerroskattiloissa, soodakattilassa, massapolttolaitoksissa ja arinakattiloissa tai kaasuttaa joko sekoitettuna pääpolttoaineeseen tai sellaisenaan. Metsäteollisuuden lietteitä poltetaan yleisesti leijukerroskattiloissa muiden polttoaineiden joukossa (yleensä alle 10 p-% polt-toainetehosta). Biolietettä voidaan polttaa myös soodakattilassa. Mekaanisesti kuivattu bioliete sekoitetaan laihaan mustalipeään ja konsentroidaan normaalisti haihdutuslaitoksella (Lohiniva et al. 2001).
Poltettavuuteen vaikuttavat mm. lietteen tuhkapitoisuus sekä kosteus (kuva 9.1). Suomessa 60 % met-säteollisuuden lietteistä poltetaan. Polttamalla liete saadaan helpommin käsiteltävään muotoon ja pienem-pään tilaan. Lietteen poltossa ei yleensä saada energiaa talteen. Kosteus ja lietteen koostumus vaikuttavat palamiseen. Pystyäkseen ylläpitämään palamista tulee polttoaineen tehollisen lämpöarvon olla vähintään tasolla 5 MJ/kg, joten liete vaatii käytännössä lähes aina tukipolttoaineen. Tyyppinen tukipolttoaine on kuori. Jos lietteen kuiva-ainepitoisuus saadaan riittävän suureksi, on lietteen poltto mahdollista ilman tuki-polttoainetta. Polttomenetelmästä riippuen palaminen vaatii 30–50 % kuiva-ainepitoisuuden.
Kuiva-ainepitoisuutta voidaan nostaa mekaanisella vedenerotuksella. Suotonauhapuristimella päästään 10–50 %, lingoilla 10–30 % ja ruuvipuristimilla 20–40 % kuiva-ainepitoisuuteen. Suotonauhapuristimilla päästään metsäteollisuuden primäärilietteillä 20–50 % ja biolietteillä 10–20 % kuiva-ainepitoisuuteen.
Imusuodattimella pystytään primääri- ja yhdistelmälietteitä kuivaamaan 15–25 % kuiva-ainepitoisuuteen (Isännäinen 1993, Lohiniva et al. 2001). Lietteen polttoon ja lämpöarvoon vaikuttavia tekijöitä on esitetty taulukossa 9.2
Taulukko 9.2. Metsäteollisuuden lietteiden ominaisuuksia (Kyllönen et al. 2010).
Ominaisuus WAS 1 WAS 2 WAS 3 WAS jätevesi-puhdistamolta
Tertiääriliete metsä-teollisuudesta
Kuiva-ainepitoisuus, p-% 3,7 1,4 0,8 0,4 1,2
pH 7,0 7,9 8,0 7,2 6,5
Keskimääräinen palakoko,
D50, mm 0,053 0,069 0,063 0,066 0,034
PITOISUUS KUIVA-AINEESSA, p-%
Tuhka 25,0 20,0 40,0 30,0 37,0
Hiili, C 40 43 31 27 36
WAS = Waste Activated Sludge (aktiiviliete eli bioliete)
Metsäteollisuuden lietteiden raskasmetallipitoisuudet ovat yleensä melko pieniä yhdyskuntalietteisiin ver-rattuna eikä patogeenisiä mikrobeja yleensä esiinny (taulukot 9.3–9.4). Ne sisältävät sitä vastoin erilaisia valkaisuprosessissa syntyviä klooriyhdisteitä, joiden määrästä ja laadusta ei ole tarkkaa tietoa. Klooritto-maan valkaisuun siirryttäessä lietteen klooriyhdisteiden määrä ja mahdolliset haitat vähenevät ja ovat nykyisin huomattavasti aikaisempaa vähäisempiä. Metsäteollisuuden jätevesien orgaanisten klooriyhdis-teiden määrä (AOX) oli vuonna 2014 keskimäärin 0,12 kg valkaistua sellutonnia kohti, kun se vuonna 1999 oli 1,12 kg. Lietteissä klooriyhdisteiden määrä on vähentynyt vastaavasti (Isännäinen 1993, Lohiniva et al.
2001, www.metsateollisuus.fi/tilastot).
Lietteiden tuhkapitoisuudet ja tuhkaa muodostavien mineraalien pitoisuudet vaihtelevat laajasti riippuen käytetystä prosessista (taulukko 9.5). Esimerkiksi tuhkaa muodostavien mineraalien korkeat pitoisuudet siistauslietteessä ovat usein peräisin siistausprosessista (paperin täyteaineista). (Lohiniva et al. 2001.)
Taulukko 9.3. Erilaisten lietteiden keskimääräiset raskasmetallipitoisuudet, mg/kg kuiva-aineessa (Isän-näinen 1993, Lohiniva et al. 2001).
Ominaisuus
Kadmium, Cd 0,0–2,5 0,6–0,9 0,03—0,1 0,3 2,9–4,3
Kromi, Cr 16–22 38,4 17–116 5,3 102–150
Kupari, Cu 3,4–31 15–43 22,9 38–253 40 300–319
Elohopea, Hg 0,0–0,2 0,6 0,09 < 1,0 0,1 1,4–2,2
Nikkeli, Ni 7,0–26,7 6–11 10–231 7,5 55–80
Lyijy, Pb 0,0–15,5 0,3–4,3 13,5 1,2–5,5 6,5
Taulukko 9.4. Metsäteollisuuden kuorikattilan tuhkan, viherlipeäsakan ja biolietteen raskasmetallipitoi-suuksia, mg/kg (Thun & Korhonen 1999).
Aine Arseeni,
Puutuhka 5–33 90–320 90–320 70–560 45–390 5–140 900–3 000
Viherlipeäsakka < 5 3,5–22 110–250 170–520 100–330 5–30 1 400–2 200
Bioliete < 5 0,5–4 9,3–60 17–65 7–40 5–13 90–510
Taulukko 9.5. Erilaisten lietteiden tuhkien ominaisuuksia (Lohiniva et al. 2001).
Liete
Kloori, Cl 0,07 0,10 0,60 0,0
Pehmenemislämpötila,
ST, °C 1 150 1 170 1 190
Puolipallolämpötila,
HT, °C 1 230 1 210 1 265
Sulalämpötila, FT, °C 1 290 1 220 1 340