YARA SUOMI OY UUDENKAUPUNGIN TEHTAAT

Transkriptio

1 YMPÄRISTÖLUPAHAKEMUS YARA SUOMI OY UUDENKAUPUNGIN TEHTAAT Jätekipsikasan pesua koskeva ympäristölupahakemus

2 1 Sisällysluettelo 1 TOIMINTA, JOLLE LUPA HAETAAN 3 2 HAKIJAN YKSILÖINTI 3 3 TOIMINTAA KOSKEVAT LUVAT 4 4 YLEISKUVAUS TOIMINNASTA SEKÄ YLEISÖLLE TARKOITETTU TIIVISTELMÄ HAKEMUKSEN TIEDOISTA 5 5 LUPAHAKEMUKSEN KOHDE 5 6 HANKKEEN PERUSTELUT 6 7 ERISTESEINÄRAKENTEEN TIIVIYDEN TARKKAILU Eristeseinärakenteen ja salaojarakenteen toteutus Tarkkailu ja sen tuloksia Mereen kulkeutuva fosforimäärä HANKKEEN TEKNINEN TOTEUTUS Yleistä Vaihe 1 Vaihe 2 Pesun vesijakeet Sade kasalle Keräysjärjestelmästä saatavat vedet Jätevedenpuhdistamolta saatava vesi ja kipsisakka Vesilaitoksen puhtaat jätevedet Puhtaat hulevedet Kasan pesun toteutus Veden imeytys Sadanta ja haihdunta imeytysaltailla ja tasausaltaalla Keräysjärjestelyt Veden varastointi tasausaltaassa 1 Kipsikasan pesuvesien käsittely jätevesilaitoksella SUUNNITELMA KIPSIKASAN PESUN YHTEYDESSÄ SYNTYVÄN FOSFORISAKAN LÄJITTÄMISEKSI SAOSTETUN KALSIUMFOSFAATTISAKAN PYSYVYYSKOKEET IMEYTYS- JA PUMPPAUSKOKEIDEN TUTKIMUKSET MERISEDIMENTIN FOSFORIVARANNON SELVITYS SELVITYS JÄTEKIPSIN LÄJITYSALUEELTA TALTEEN OTETUN FOSFORIN HYÖTYKÄYTTÖMAHDOLLISUUKSIA TOIMINNAN MAHDOLLISET YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET 24

3 2 Liitteet Liite 1. Liite 2. Liite 3. Liite 4. Liite 5. Liite 6. Liite 7. Liite 8. Liite 9. Liite 10. Liite 11. ESAVI (Nro 164/2011/1, Dnro ESAVI/70/ ) Päätös koskien hakemusta Uudenkaupungin Hangon saaressa sijaitsevan lannoitetehtaan jätekipsin läjitysalueesta aiheutuvan fosforipäästön alentamiseksi ympäristöluvassa annetun lupamääräysten 13 ja 14 mukaisen selvityksen ja loppuraportin perusteella, Uusikaupunki. Kipsin läjitysalue, Ympäristölupapäätöksen määräysten 13 ja 14 edellyttämät lisäselvitykset, Raportti, Pöyry Finland Oy Kipsikasan eristeseinä, Tarkepiirustus Louhesalaoja pl WWE1819BA K Uudenkaupungin tehtaiden jätekipsikasan pesun tarkkailusuunnitelma. Tarkkailusuunnitelma, Pöyry Finland Oy. Eristeseinärakenteen ja meren välisen fosforivarannon selvittäminen. Raportti, Pöyry Finland Oy. Havaintoputkien slug-testit ja mereen kulkeutuvan fosforimäärän arviointi, Raportti Pöyry Finland Oy. Kipsikasan vesi- ja fosforitaselaskennan osa-alueet. Karttaesitys, BCE/ /JJRU Yaran kalsiumfosfaattisakan liukoisuuskoe, näyte Lausunto, Pöyry Finland Oy Kipsikasan hydrogeologiset tutkimukset. Raportti , Pöyry Finland Oy Merisedimentin fosforivarannon selvitys. Raportti, Pöyry Finland Oy. Kaatopaikkakelpoisuus tutkimustulosten vertailu Vna asetuksen 331/2013 raja-arvoihin Jätevesilaitoksen sakkanäyte, Puhdistamoliete Eurofins Piirustukset

4 3 1 TOIMINTA, JOLLE LUPA HAETAAN Tällä hakemusasiakirjalla haetaan lupaa Yara Suomi Oy Uudenkaupungin tehtaiden alueella Hangonsaaressa sijaitsevan jätekipsinläjitysalueelle läjitetyn jätekipsin pesulle Etelä-Suomen aluehallintoviraston antaman ympäristölupapäätöksen (Nro 164/2011/1 Dnro ESAVI/70/04.08/2011) 14 b ja 14 c velvoitteiden mukaisesti. Kipsi on syntynyt alueella aiemmin toimineen fosforihappotuotannon sivutuotteena, ja se on läjitetty kahden niemenkärjen väliin padotulle läjitysalueelle. Osa alueesta on moreenipeittoa, osa kipsilouhosta ja tasanteita ja osa rinnealueita. 2 HAKIJAN YKSILÖINTI Laitoksen yhteystiedot: Yara Suomi Oy PL Uusikaupunki Y-tunnus: puh fax Käyntiosoite: Hangon saari Uusikaupunki Yhteyshenkilö: Hannu Kallio HESQ-Päällikkö Puh hannu.kallio@yara.com Toimialatunnus: Lannoitteiden- ja typpiyhdisteiden valmistus (TOL 2008)

5 4 3 TOIMINTAA KOSKEVAT LUVAT Yara Suomi Oy:n Uudenkaupungin tehtailla on Länsi-Suomen ympäristölupaviraston myöntämä toistaiseksi voimassa oleva ympäristölupa (Nrot 85-86/2008/2, Dnro LSY-2004-Y-398 ja Dnro LSY-2007-Y-382). Ympäristölupa tuli lainvoimaiseksi VHO:n antamalla päätöksellä Nro 10/0332/1. Lupamääräyksessä 14 on määrätty jättämään suunnitelma kohtien 1 8 mukaisten selvitysten toteuttamisesta Varsinais-Suomen elinkeino-, liikenneja ympäristökeskuksen hyväksyttäväksi ja selvityksiä koskeva loppuraportti Etelä-Suomen aluehallintovirastolle mennessä, minkä jälkeen aluehallintovirasto on antanut ympäristölupapäätöstä täydentäviä määräyksiä jätekipsin läjitysalueesta aiheutuvan fosforipäästön vähentämiseksi. Etelä-Suomen aluehallintovirasto on ympäristölupapäätöksessä (Nro 164/2011/1, Dnro ESAVI/70/04.08/2011) antanut täydentäviä määräyksiä Länsi-Suomen ympäristölupaviraston antamaan ympäristölupa-päätökseen. Lupamääräyksen 14 b mukaisesti hakemuksen tulee sisältää ainakin: tarkkailuohjelman mukaiset tulokset, joista ilmenee seinämärakenteen tiiviys huuhtelun tekninen toteuttaminen yksityiskohtaisesti esitettynä, kuten järjestelyn edellyttämät vesi- ja viemärijohdot, käytettävät huuhtelu-vesimäärät, järjestelyn edellyttämät käsittelyallasmuutokset ja muut jätevedenkäsittelyä koskevat muutokset, lainvoimaisen ympäristölupapäätöksen mukainen suunnitelma fosforipitoisen jätevedenkäsittelylietteen läjittämiseksi esitys fosforipitoisten läjitysalueelta johdettavien huuhteluvesien käsittelystä selvitys jätekipsin läjitysalueelta talteen otetun fosforin hyötykäyttömahdollisuuksista Lupamääräyksessä 14c velvoitetaan, että jätekipsin läjitysalueen huuhtelussa käytettävien vesien tulee olla siinä määrin puhtaita, ettei niistä aiheudu veden laadusta johtuvaa raskasmetallien liukenemista, haittaa kipsin laadulle tai läjitysalueen rakenteille, mikä tulee ottaa huomioon kohdan 14b mukaisessa hakemuksessa. Lupahakemus Hangon saaren kipsikasan lupamääräyksien 14b ja c mukainen jätekipsin pesua koskeva hakemus ESAVI/352/04.08/2013 tuli vireille Etelä-Suomen Aluehallintovirastossa Varsinais-Suomen ELY-keskus esitti lupahakemusta koskevassa lausunnossaan ( ), että lupaa ei tulisi myöntää, koska ympäristölupapäätöksen mukaista tiiveystasoa ei lupahakemuksessa ole riittävästi osoitettu. Asiasta neuvoteltiin Varsinais-Suomen ELY-keskuksen, Etelä-Suomen aluehallintaviraston ja Yara Suomi Oy:n kesken , jolloin sovittiin, että hakija jatkaa selvitysten tekemistä neuvottelussa käydyn mukaisesti ja yhteysviranomainen näiltä osin on ELY-keskus. Edellä mainittujen syiden perusteella todettiin, ettei Aluehallintovirastolla ole käytössään tuloksia vireillä olevan hakemuksen käsittelyyn ennen vuotta Hakija esitti sovitusti ( päivätyllä vastineellaan) asian käsittelyn päättämistä tässä vaiheessa ja uudelleen vireille saattamista täydennetyllä hakemuksella mennessä. Etelä-Suomen aluehallintavirasto on päätöksessään (Nro 268/2015/1, ESAVI/325/04.08/ päättänyt luvan käsittelyn siltä erää ja määrännyt, että ympäristölupapäätöksen (Nro 164/2011/1, dnro ESAVI/70/04.08/2011) lupamääräyksen 14 b. tarkoittama hakemus tulee saattaa uudelleen vireille Aluehallintavirastossa mennessä.

6 5 4 YLEISKUVAUS TOIMINNASTA SEKÄ YLEISÖLLE TARKOITETTU TIIVISTELMÄ HAKEMUKSEN TIEDOISTA Yara Suomi Oy:n Uudenkaupungin tehdas sijaitsee Uudenkaupungin edustalla Hangon saaressa, jonka kiinteistötunnus on ja (Pengertie). Käyntiosoite on Hangon saari, Uusikaupunki. Hangon saarella sijaitsevalla tehtaalla valmistetaan typpi- ja fosforilannoitteita noin 1,3 milj. tonnia vuodessa. Lisäksi alueella sijaitsee typpihappotuotantolaitokset sekä satama ja tuote- ja raaka-ainevarastot. Alueella aiemmin toimineen fosforihappotehtaan tuotannossa on vuosien varrella sivutuotteena syntynyt kipsisakkaa, jota on läjitetty jätekipsin läjitysalueelle n m3 kipsikasaksi. Tehtaan jätevesilaitoksella käsitellään sekä kipsikasalla muodostuneita suotovesiä, että tehdasalueen hulevesiä. Jätevesilaitoksella poistetaan fosfori ja kiintoaine kemiallisella saostusprosessilla. Saostuksessa syntyvä liete erotetaan selkeyttämällä ja läjitetään kipsikasan päällä sijaitsevalle fosforisakan kaatopaikalle. Kipsikasan pesu on osa pitkän tähtäimen toimenpiteitä, jotka on määrätty lupapäätöksessä tehtäväksi fosforikuormituksen vähentämiseksi Uudenkaupungin sisäsaariston merialueelle. Pesulla tarkoitetaan jätevesilaitoksella syntyvien puhdistettujen vesien johtamista kipsikasan päälle ja niiden imeyttämistä kipsikasaan huuhtelemaan kipsistä fosforia. Kipsikasan läpi kulkeneet vedet kerätään talteen tätä varten kasan ympärille rakennetuista salaojarakenteista ja pumpataan altaisiin ja sieltä edelleen jätevesilaitokselle. Näin vettä kierrättämällä saadaan nopeutettua kipsikasan fosforinpoistoa huomattavasti nykyisestä. 5 LUPAHAKEMUKSEN KOHDE Tämä hakemus koskee Uudenkaupungin Hangon saaressa sijaitsevan lannoitetehtaan kipsikasan pesua. Pesulla tarkoitetaan kipsissä olevan ja siitä suotoveteen liuenneen fosforin poistoa. Hakemus koskee Yara Suomi Oy:n Uudenkaupungin tehdasta, joka sijaitsee Uudenkaupungin edustalla Hangon saaressa, jonka kiinteistötunnus on Käyntiosoite on Hangon saari, Uusikaupunki. Kipsi on syntynyt alueella aiemmin toimineen fosforihappotuotannon sivutuotteena, ja se on läjitetty kahden niemenkärjen väliin padotulle läjitysalueelle. Kipsin läjitysalue sijaitsee tehdasalueen eteläpuolella. Läjitysalueen pohjan kokonaispinta-ala on 30 ha ja kasan korkeus on ylimmillään +25. Kipsiä on läjitetty noin m3. Läjitysalueen alla on vanhaa merenpohjaa (lieju- ja savikerros). Kipsiläjityksen mereen kulkeutuvien päästöjen vähentämiseksi on vuosien saatossa tehty useita eri toimenpiteitä. Näistä viimeisimpänä on rakennettu vuosien aikana meren puolelle eristeseinä estämään kipsikasan fosforipitoisen suotoveden virtaus mereen. Uusi eristeseinärakenne koostuu vaneriseinämästä sekä siihen tukeutuvasta savikerroksesta. Eristeseinärakenteessa meren puoleinen vaneriseinämä toimii samalla eroosiosuojana. Eristeseinän kipsikasan puolelle on vuosien 2013 ja 2015 aikana rakennettu louhesalaoja, josta kipsikasan suotovedet pumpataan tasausaltaan kautta jätevesilaitokselle. Kipsikasan alueella sijaitsee myös tehtaan nykyinen fosforisakan kaatopaikka, vanha suljettu fosforisakan kaatopaikka sekä kipsinlouhosalue, josta louhitaan kipsiä voimassa olevan ympäristöluvan mukaisesti. Kipsi hyödynnetään lannoitetehtaan raaka-aineena.

7 6 Toimintojen sijoittuminen tehdasalueella on kuvattu alla olevassa kuvassa 1. Kuva 5-1. Toimintojen sijoittuminen tehdasalueella. Tehtaan jätevesilaitoksella käsitellään sekä kipsikasalla muodostuneita suotovesiä, että tehdasalueen hulevesiä. Kipsikasan suotovedet sisältävät suuria määriä fosforia (keskimäärin noin 2500 mg/l). Tehdasalueella muodostuvat hulevedet sisältävät sekä typpeä että fosforia, joiden pitoisuudet vaihtelevat syntypaikasta riippuen. Tehdasalueen hulevesiverkosto on jaettu kahteen osaan. Lannoitetehtaiden alueella syntyvät vedet ovat ravinnepitoisia ja sisältävät myös runsaasti typpeä. Nämä vedet johdetaan pääasiallisesti lannoitetehtaiden kiertovesialtaaseen ja käytetään lannoitetehtaan prosessissa korvaamaan raakavettä. Materiaalinkäsittelyalueen vesien ravinnepitoisuudet ovat tyypillisesti matalampia ja nämä vedet johdetaan käsiteltäväksi tehtaan jäteveden puhdistamolla 6 HANKKEEN PERUSTELUT Kipsikasan pesu on osa pitkän tähtäimen toimenpiteitä, jotka on määrätty lupapäätöksessä tehtäväksi fosforikuormituksen vähentämiseksi Uudenkaupungin sisäsaariston merialueelle. Hankkeen tarkoituksena on johtaa hallitusti puhtaita vesiä kasan läpi, jolloin kipsin sisältämä liukoinen fosfori saadaan liukenemaan pesuveteen. Fosforipitoinen suotovesi kerätään talteen keruujärjestelmän avulla ja ohjataan käsittelyyn. Jätevesien käsittelyssä fosfori muutetaan liukenemattomaan muotoon saostamalla. Sakka sijoitetaan takaisin kipsikasan päälle ja sen sisältämä vesi hyödynnetään kasan pesussa. Nykyistä jäteveden käsittelyprosessia on muutettu siten, että fosfori saostetaan ilman ferrosulfaattia, jolloin syntyvää sakkaa voidaan paremmin hyödyntää lannoitetehtaan raaka-aineena. Pitkän ajan kuluessa saadaan kasan sisältämän liukoisen fosforin määrä niin alhaiseksi, että suotovedet eivät enää aiheuta ympäristölle haitallista kuormitusta ja ne voidaan mahdollisesti johtaa suoraan vesistöön.

8 7 7 ERISTESEINÄRAKENTEEN TIIVIYDEN TARKKAILU 7.1 Eristeseinärakenteen ja salaojarakenteen toteutus Edellisen lupahakemuskierroksen jälkeen seinämän tiiveyttä on parannettu usealla tavalla ja sen toimivuutta tarkkailtu tarkkailuohjelmissa esitetyllä tavalla. Kipsin läjitysalueen meren puolelle rakennettu vanerista ja savesta koostuva eristeseinärakenne rakennettiin vuosina Louhesalaojan alkuosa rakennettiin vuonna Louhesalaojaa jatkettiin myöhemmin ja se valmistui kokonaisuudessaan syksyllä Eristeseinärakenne ulottuu saven pintaan ja rakenteen itäpäässä myös moreeniin asti (savikerros puuttuu). Padon itäosasta kaivettiin osin pois kallion päällä olevaa moreenikerrosta. Eristeseinä käsittää merenpuoleisen osan eli se on pituudeltaan noin 820 m. Eristeseinärakenteen tarkoitus on toimia tiiviinä rakenteena, joka estää kipsiläjitysalueelta suotautuvan fosforipitoisen suotoveden pääsyn mereen. Alla on esitetty havainnekuva eristeseinärakenteesta ja louhesalaojasta. Kuva 7-1. Havainnekuva eristeseinärakenteesta ja louhesalaojasta. Eristeseinän toimivuutta ja fosforipitoisen veden talteenottoa on tehostettu rakentamalla eristeseinän ja kipsikasan väliin yhtenäinen louhesalaoja/kuivatusoja (Kuva 7-1). Louhesalaojan pituus on noin 1050 m (länsiosa noin 230 m + meren puolella sijaitseva eteläosa noin 820 m). Louhesalaoja ulottuu saven pintaan asti ja siihen kerätään kasasta suotautuva fosforipitoinen vesi. Louhesalaojasta fosforipitoinen vesi pumpataan tasausaltaaseen ja jatkokäsittelyyn sekä pesuvaiheessa edelleen kipsikasan päälle. Louhesalaojaan rakennetuista kaivoista tehtävä jatkuva pumppaus alentaa suotoveden pintaa eristeseinän kipsikasan puolella. Kaivopumppujen käyntirajat on asetettu niin, että suotoveden pinta salaojassa pysyy kaiken aikaa huomattavasti merenpintaa alempana. Pumppauksen aikaansaama alenemakartio estää saven yläpuolisen suotoveden virtauksen meren suuntaan varmistaen eristeseinän toimivuutta. Paitsi kipsikasan pesun kannalta on louhesalaojan pumppauksella toinen tärkeä rooli. Se estää eristeseinän aiheuttamaa suotoveden pinnan nousua eristeseinän kipsikasan puolella. Louhesalaojan pumppauksen johdosta suotoveden pinta ei siten pääse nousemaan seinämärakenteen yläpuolelle aiheuttamaan fosforipäästöä mereen.

9 8 Kuva 7-2. Lopulliseen tasoon rakennettua louhesalaojaa. Liitteessä 3 on kuva louhesalaojasta, eristeseinästä ja kokonaisuuteen liittyvistä pumppauksista. 7.2 Tarkkailu ja sen tuloksia Alueen kasan sisäisen vedenpinnan korkeutta ja laatua on seurattu laajasti jo ennen eristeseinärakenteen ja louhesalaojan valmistumista Tarkkailua on tehostettu vuosien 2015 ja 2016 aikana asentamalla alueelle useita uusia suotovesiputkia. Eristeseinärakenteen tiiveyttä tarkkaillaan pääasiassa suotovesiputkipareista, joita on asennettu samalle paalulukemalle eristeseinärakenteen meren puolelle ja kipsikasan puolelle. Tarkkailuputkista osa kerää vettä saven/kipsin päältä ja osa kallion päällä moreenissa liikkuvaa vettä kattaen siten kaikki kallion päällä mereen päin virtaavat kipsikasan alueen suotovedet. Moreenikerros saven ja kallion välissä on ainoa kerros, jonka suotovesien liikkeisiin eristeseinärakenne ei vaikuta. Eristeseinän rakenne voitiin toteuttaa ulottumaan vain savikerrokseen lukuun ottamatta seinämän itäosaa, jossa savikerros kipsin ja moreenin välistä puuttuu. Tällä osalla seinämä ulottuu moreenikerroksen pintaan asti. Tarkkailu käsittää suotovesien fosforipitoisuuden, ph:n ja kloridipitoisuuden sekä kasan sisäisen veden pintojen tarkkailua. Putkiparien vedenlaatua ja vedenpintoja seuraamalla saadaan tietoa seinämärakenteen toiminnasta. Eristeseinän putkitarkkailu toteutetaan Pöyry Finland Oy:n laatiman ja päivittämän tarkkailuohjelman ja Varsinais-Suomen ELY- keskuksen ja (VARELY/85/07.00/2010) antamien lausuntojen mukaisesti. Yksityiskohtaisempi tarkkailuohjelma on esitetty liitteessä 4, pesun tarkkailuohjelman liitteenä. Tarkkailun tuloksista voidaan nähdä, että sekä eristeseinä että louhesalaojan pumppaus estävät tehokkaasti kipsissä kulkevan suotoveden pääsyä mereen. Tämä näkyy sekä vedenlaatutuloksista että kasan sisäisen veden pinnoista. Eristysseinän itäosassa, paaluvälillä noin , vaikuttaa louhesalaojan pumppaus myös moreenikerroksen pohjaveden pintaan ja virtaussuuntaan. Louhesalaoja ulottuu itäosassa savikerroksen puuttuessa moreeniin, jolloin louhesalaojan pumppauksen veden pintaa alentava vaikutus näkyy selvästi moreenikerroksessa. Seurauksena tästä on se, että vesivirtaus kääntyy meren sijasta kohti louhesalaojaa (Kuva 7-3).

10 9 Kuva 7-3. Louhesalaojan pumppauksen vaikutus moreenikerroksen suotoveden virtaussuuntaan. Moreenikerroksen veden pinnan lisäksi näkyy louhesalaojan pumppauksen vaikutus veden laadussa. Esim. pisteessä PL810 UK on seinämän ja louhesalaojan valmistumisen jälkeen fosforipitoisuudessa tapahtunut selkeä lasku samalla kun veden kloridipitoisuus on noussut veden virratessa meren suunnasta kohti louhesalaojaa (Kuva 7-4). Havaintoputki PL810 UK Cl, fosfaattifosfori, mg/l Fosfaattifosfori Kloridi Kuva 7-4. Louhesalaojan pumppauksen vaikutus moreenikerroksen veden laatuun seinämän itäosassa. Kipsiin, saven päälle, siivilöidyissä havaintoputkissa eristeseinän vaikutus ja louhesalaojan pumppauksen vaikutus näkyy ennen kaikkea vedenpinnoissa. Pumppaus vaikuttaa eristeseinän kipsikasan puolella oleviin havaintoputkiin niin, että vedenpinta on laskenut luontaisesta tasosta yli 4 metriä tasolle noin -3,2 m eli selkeästi merenpinnan alapuolelle. Veden virtaus kipsikerroksessa on siten sekä eristeseinän rakenteesta ja kipsikasasta kohti louhesalaojaa. Seinämän ulkopuolisissa havaintoputkissa vastaavasti vedenpinta on laskenut vain hieman, vedenpintojen ollessa lähellä merenpinnan tasoa. Lasku seinämän meren puolella johtuu siitä, että seinämä estää vesivirtauksen kipsikasan suunnasta ja toisaalta siitä, että seinämän meren puolella maanpintaan on rakennettu noin 1 m kerros tiiviistä moreenista ja savesta estämään uuden veden muodostumista.

11 Mereen kulkeutuva fosforimäärä Tarkkailutulosten yhteenvetona voidaan todeta, että eristeseinärakenne yhdessä louhesalaojan pumppauksen kanssa estää kipsikasan fosforipitoisen suotoveden pääsyn mereen savikerroksen yläpuolelta kokonaan. Näin ollen mereen fosforia voi nykyisellään kulkeutua enää kahta reittiä: 1. Eristeseinän ulkopuolella olevasta kipsitäytöstä 2. Saven alla, kallion päällä, olevan moreenikerroksen kautta Kipsin kokonaismäärä eristeseinän ja meripadon välillä on noin tonnia. Kipsi sijaitsee pääosin meren pinnan tason alapuolella. Fosforin kokonaismääräksi kipsissä saadaan arvio: t x 3 kg/t = 620 tonnia (Liite 5). Sitä, paljonko tästä määrästä voi fosforia kulkeutua mereen, on lähes mahdotonta arvioida. Joka tapauksessa kipsin suotoveden virtaus kohti merta on pienentynyt eristeseinän vuoksi. Lisäksi kipsistä fosforia huuhtovan suotoveden muodostuminen on rakenteiden valmistuttua hyvin vähäistä, sillä eristeseinän merenpuoleinen osa on peitetty sadevettä läpäisemättömällä savikerroksella (Kuva 7-1). Merta vasten rakennetussa moreeni/louhepadossa on paikoin todettu aukkoja, joissa merivesi voi olla fosforia huuhtovassa kontaktissa kipsiin. Tämä on ainoa tapa, jolla eristeseinän merenpuolen kipsistä voi päästä fosforia mereen. Moreenikerrokseen siivilöidyistä havaintoputkista tutkittiin maaperän vedenjohtavuutta syksyllä 2016 eristeseinän valmistumisen jälkeen (Liite 6). Tutkimuksessa selvitettiin savikerroksen alla olevan moreenin hydraulinen johtavuus. Hydraulisen johtavuuden, suotoveden kaltevuuden (gradientti), suotoveden fosforipitoisuuden ja moreenikerroksen poikkipinta-alan avulla arvioitiin moreenikerroksessa mereen kulkeutuvan fosforin määrää. Eristeseinän alapuolella, saven alla moreenissa on laskettu kulkeutuvan mereen fosforia noin 0,7 kg vuorokaudessa. Tämä virtaus kohdistuu eristeseinämän alapuolelle paaluvälillä PL0 PL300(350). Eristeseinämän loppupäässä moreenikerroksen virtaus suuntautuu kohti louhesalaojaa louhesalaojan pumppauksen vuoksi, joten sillä osalla ei ole mereen suuntautuvaa fosforikuormitusta. Ennen eristeseinän ja louhesalaojan valmistumista arvioitiin mereen kulkeutuvan kipsikasan suotovesien mukana fosforia luokkaa kg vuorokaudessa (Pöyry Finland Oy, ). Koska voidaan olettaa, että seinämärakenne on tiivis ja louhesalaojan pumppaus kerää kipsikasan suotoveden, on moreenin kautta mereen kulkeutuvan fosforin osuus 5,8 7 %. Vaikka itse eristeseinä on 100 % tiivis, on kokonaiskuormitus mereen pienentynyt ,2 %. Ts. kokonaistilanteen osalta ollaan lähellä edellä mainittua 95 % vaatimusta. Moreenin kautta kulkeutuva fosforikuorma voidaan tarvittaessa purkauttaa louhesalaojaan, sillä suotoveden painetaso on huomattavasti korkeammalla kuin painetaso louhesalaojassa. Tätä asiaa on selvitetty mm. pohjaveden virtausmallitarkastelulla. Virtausmallilaskelman mukaan asentamalla 7 9 putkea louhesalaojan pohjan saven läpi moreeniin, purkautuu sen suotovesi louhesalaojaan ja virtaus meren suuntaan tyrehtyy.

12 11 8 HANKKEEN TEKNINEN TOTEUTUS 8.1 Yleistä Kipsikasan peseminen fosforista perustuu siihen, että kipsin läpi suodatetaan puhdasta vettä, joka huuhtoo mukanaan huokosveteen liuennutta fosforia. Pesun lähtökohtana on, että kasaan imeytettävä vesimäärä ja kasalle satava imeytyvä vesimäärä vastaavat kasasta poistojärjestelyillä poistettavaa vesimäärä. Pitkällä tähtäimellä kasalle voidaan imeyttää korkeintaan vastaava määrä vettä kuin mitä kasan läpi suotautuu keräysjärjestelmään. Lyhytaikaisesti voidaan imeyttää myös suurempia vesimääriä ilman pelkoa siitä, että vettä kipsikasasta pääsisi karkaamaan ohi keräyssysteemin. Kipsikasan pesemisen edellytyksenä on, että eristeseinä on mahdollisimman tiivis. Hanke toteutetaan kahdessa vaiheessa ja kasan pesuun tulee arviolta kulumaan ainakin kymmenen vuotta. Seuraavissa kappaleissa on kuvattu hankeen vaiheistus tarkemmin Vaihe 1 Sateen johdosta kipsikasaan imeytyneet vedet suotautuvat kasan läpi ja osa vedestä valuu pintavaluntana louhesalaojaan. Kasan pesu aloitetaan pumppaamalla näitä kipsikasan suotovesiä louhesalaojasta tasausaltaaseen 1 varastoitavaksi. Tasausaltaaseen 1 kerätyt vedet käsitellään jätevedenpuhdistamolla, minkä jälkeen ne voidaan johtaa kasalle imeytettäväksi. Lisäksi suotovesien käsittelyssä syntynyt sakka läjitetään väliaikaisesti kasalle, jolloin sakan sisältämä vesi voidaan myös hyödyntää kasan pesussa. Ylimääräinen vesi poistetaan kierrosta jäteveden puhdistamolta mereen. Vaiheessa 1 suotovesien keräys tapahtuu nykyisellä järjestelmällä (louhesalaoja). Tavoitteena on, että kasasta saataisiin pumpattua noin m3 vettä vuodessa, mikä vastaa kipsikasalla suoritettujen hydrogeologisten tutkimusten mukaista suotovesimäärää. Lisäksi louhesalaojaan päätyy myös sadevettä pintavaluntana ja nämä vedet pumpataan suotoveden kanssa tasausaltaalle 1. Vaiheen 1 lohkokaavio on esitetty seuraavassa kuvassa (Kuva 8-1). Vaiheen 1 kasan pesun kesto on arviolta 5 vuotta. Tänä aikana saadaan lisätietoa kasan läpi suotautuneen veden määrästä verrattuna kasalle pumpattuun vesimäärään, jonka avulla voidaan nähdä kasan todellinen veden johtavuus. Lisäksi saadaan kasan pesun teknisten järjestelyiden toimimisesta käyttökokemusta. Kun kasan pesua on tehty 3 vuotta, voidaan arvioida vaiheen 1 riittävää kestoa tulosten perusteella. Vaiheen 1 aikana kerättyjen tulosten perusteella voidaan päättää sopiva aika vaiheeseen 2 siirtymiselle.

13 12 Kuva 8-1. Vaihe 1: Puhtaiden ja fosforipitoisten vesien kierto kipsikasan pesussa Vaihe 2 Vaiheessa 2 rakennetaan kipsikasaan vaakakaivoja veden suotautumisen lisäämiseksi. Vaakakaivojen asennuksen myötä voidaan kasalle johdettavan veden määrää nostaa. Tämä voidaan tehdä kasvattamalla jätevedenpuhdistamolta kasalle johdettavan vesijakeen määrää. Vaiheessa 2 on mahdollista käyttää hyväksi kiinteistöllä syntyviä puhtaita hulevesiä ja tarvittaessa myös vesilaitoksen puhtaita jätevesiä. Nämä hulevedet kerätään tasausaltaaseen 1 ja johdetaan jätevedenpuhdistamon kautta kasalle, jolloin kasan pesua saadaan nopeutettua. Tavoitteena on saada nostettua kasalta pumpattavaa vesimäärää m3 vuodessa. Tämä vesimäärä on laskennallinen arvio, joka perustuu koepumppauksiin sekä kipsikasan johtavuuden tutkimuksiin. Lisäksi louhesalaojaan päätyy edelleen sadevettä pintavaluntana ja nämä vedet pumpataan suotoveden kanssa tasausaltaalle 1. Vaiheen 2 lohkokaavio on esitetty seuraavassa kuvassa (Kuva 8-2). Vaiheen 2 vaakakaivojen asentaminen tehdään vaiheittain ja vaakakaivojen suotautumista edistävän vaikutuksen mukaisesti voidaan lisätä imeytykseen johdettavaa vesimäärää. Kun kaikki suunnitellut vaakakaivot on asennettu, voidaan kasalta pumpata yhteensä arviolta m3 vettä vuodessa. Kasalle tulee johtaa pitkällä aikavälillä yhtä paljon puhtaita vesiä kuin sieltä pumpataan, jotta kasan veden pinta saadaan pysymään likimain samalla tasolla. Imeytettäväksi johdettavan veden lisäksi kasalle saadaan edelleen sadevesiä, joista osa imeytyy kasaan ja osa johtuu pintavaluntana louhesalaojaan. Vaihe 2 kasan pesussa kestää arviolta 5-20 vuotta. Vaiheen kesto on riippuvainen suotoveden fosforipitoisuuden laskusta pesun edetessä.

14 13 Kuva 8-2. Vaihe 2: Puhtaiden ja fosforipitoisten vesien kierto kipsikasan pesussa. 8.2 Pesun vesijakeet Imeytyvän sateen lisäksi kipsikasan pesuun voidaan käyttää kiinteistöllä syntyviä puhtaita vesiä, jotka eivät sisällä suurissa määrin typpeä. Puhtaita vesiä tarvitaan kasan pesun vaiheessa 2 enemmän edellä esitettyjen lohkokaavioiden mukaisesti. Kasan pesuun käytettävissä olevia puhtaita vesijakeita ovat seuraavat: PESUUN KÄYTETTÄVISSÄ OLEVAT VESIJAKEET Vaihe 1. Jätevedenpuhdistamolta saatavat fosforista puhdistetut kipsikasan suotovedet saostetun sakan kanssa Vaihe 2. Jätevedenpuhdistamolta saatavat fosforista puhdistetut kipsikasan suotovedet saostetun sakan kanssa Puhtaat hulevedet Tehtaan vesilaitoksen puhtaat jätevedet Vaiheistuksen takia kasasta suotautuu puhdistukseen vaiheessa 1 noin m3/a ja vaiheessa 2 arviolta m3/a. Seuraavassa esitetyt vesijakeiden määrät perustuvat joko laskennallisiin tai kokeellisiin arvoihin. Tarkalleen tiedetään ainoastaan raakavedenpuhdistuksessa syntyvien puhtaiden jätevesien määrä.

15 14 Sade kasalle Osa kasalle satavasta vedestä haihtuu, osa valuu pintaa pitkin louhesalaojaan ja osa imeytyy kasaan. Imeytettävään vesimäärään lasketaan mukaan myös kasalle satavista vesistä kipsiin imeytyvät vedet. Sademäärä vaihtelee vuosittain, joten tarkka imeytyvän sadeveden määrän arviointi on vaikeaa. Viimeisen vuosikymmenen aikaiset ( ) vuosisadannat Uudessakaupungissa on esitetty seuraavassa kuvassa (Kuva 8-3) keskimääräinen vuosisadanta (622 mm/a) vastaa vaihtelusta huolimatta hyvin pitkänajan keskimääräistä vuosisadantaa 619 mm/a. 900 Viimevuosien sademäärät ja pitkänajan keskiarvo Sadanta, mm/a Kuva 8-3. Uudenkaupungin sademäärät viime vuosikymmenen aikana ja pitkänajan vuosikeskisadanta Sadannasta imeytyvä vesimäärä on luokkaa 20 % siitä vesimäärästä, joka kipsikasan pesun yhteydessä tuodaan kipsikasan päälle imeytettäväksi. Pöyry Finland Oy:n raportissa Kipsin läjitysalue Ympäristölupapäätöksen määräysten 13 ja 14 edellyttämät lisäselvitykset on arvioitu sadannan vaikutusta kipsikasan vesitaseeseen. Vesimäärät on esitetty liitteenä 7 olevassa kartassa. Laskelman mukaan kipsikasan lakiosalle, rinnetasanteilla ja rinteillä imeytyy kipsikasaan sadevettä keskimäärin noin m3 vuodessa. Lähtötiedoissa ei ole tapahtunut merkittäviä muutoksia, joten ko. arvoa voidaan edelleen käyttää pohjana kokonaisvesitaseen laskennassa. Varsinkin kun laskelmassa on paljon osatekijöitä, jotka eivät ole mitattavissa tai jotka ovat keskimääräisiä arvoja (pintamoreenin vedenläpäisevyys, kokonaishaihdunta, kipsin vedenläpäisevyys, pintavalunnan osuus jne.). Mm. kipsikasan imeytyskokeissa kipsin vedenjohtavuus vaihteli runsaasti. Kipsikasassa on kohtia, joissa imeytyminen on kertaluokkaa suurempaa kuin muualla johtuen halkeamista ja raoista ja veden aikaansaamista syöpymistä. Satavan veden imeytymistä kipsikasaan on vaikea arvioida tarkasti. Kipsikasa on päällystetty heikosti vettä läpäisevällä moreenilla veden imeytymisen estämiseksi. Pinnoite on kuitenkin paikoittain rakoillut osittain kasvillisuuden, juuriston ja

16 15 sääolosuhteiden vaikutuksesta. Imeytyminen näillä alueilla on silti heikompaa kuin viheralueella yleensä. Veden imeyttämistä varten kipsikasan pinta paljastetaan ja rikotaan tietyiltä alueilta, jolloin sadeveden imeytyminen niiltä kohdin muuttuu huomattavasti. Keräysjärjestelmästä saatavat vedet Vesien keräysjärjestelmä kasalta koostuu kahdesta yhteen rakennetusta louhesalaojasta ja kipsikasan itäpuolella sijaitsevasta keräysojasta (kipsioja). Toinen louhesalaoja on rakennettu kipsikasan ja meren väliin ja toinen tasausaltaiden ja kipsikasan väliin. Lisäksi keräysjärjestelmä kerää myös kipsikasalta pintavaluntana saatavia vesiä kipsiojan ja louhesalaojan avulla. Vuoden 2017 lopussa louhesalaojan pumppauslinjaan asennettiin virtausmittari, joka mittaa louhesalaojasta pumpattavaa kokonaisvesimäärää. Vuoden 2007 jälkeinen sademäärä ja sinä aikana pumpattu vesimäärä on esitetty seuraavassa kuvassa (Kuva 8-4). Järjestelmästä pumpattu vesimäärä on arvioitu pumppausdatan ja pumppujen kapasiteetin perusteella eikä se edusta oikeaa mittausdataa Pumpattu ymp./louhesalaojasta, m3 Sademäärä, mm Sademäärä, mm/a Pumppaus, m3/a Kuva 8-4. Vuosittainen sademäärä Uudessakaupungissa sekä louhesalaojasta pumpattu vesimäärä Seuraavissa kuvissa on esitetty louhesalaojan pumppaamon JÄ625 (Kuva 8-5) ja kipsiojan pumppaamon JÄ612 (Kuva 8-6) typpi- ja fosforipitoisuuksia.

17 16 Louhesalaojan pumppaaamo JÄ Fosfori (mg/l) Typpi, L (mg/l) Linear (Fosfori (mg/l)) Linear (Typpi, L (mg/l)) Typpi mg/l Fosfori, mg/l Kuva 8-5. Louhesalaojan pumppaamon JÄ625 typpi- ja fosforipitoisuuksia. Kipsiojan 612 vedet, fosfori ja typpi Fosfori, mg/l Fosfori (mg/l) Typpi, L (mg/l) Linear (Fosfori (mg/l)) Linear (Typpi, L (mg/l)) Typpi, mg/l Kuva 8-6. Kipsiojan pumppaamon JÄ612 typpi- ja fosforipitoisuuksia. Louhesalaojaveden fosfori- ja typpipitoisuudet ovat pysyneet samalla tasolla, sen sijaan kipsiojaveden fosforipitoisuudet ovat huomattavasti laskeneet ja laskevat edelleen. Fosforia kipsiojassa on enää noin kymmenesosa louhesalaojan fosforista Jätevedenpuhdistamolta saatava vesi ja kipsisakka Kasalta kerätty fosforipitoinen suotovesi pumpataan tasausaltaan 1 kautta jätevedenpuhdistamolle käsiteltäväksi. Jätevedenpuhdistamolla (JÄVE) puhdistettu vesi johdetaan kipsikasalle tehtyihin imeytysaltaisiin ja liete kasalle tehtyihin sakka-altaisiin, joista sakan sisältämä vesi imeytyy kasaan. Vesimäärää voidaan säätää vaihtelemalla pumpattavan lietteen kiintoainepitoisuutta. Jätevedenpuhdistamo toimii kipsikasan pesun myötä kaksivaiheisella ajotavalla. Tämä tarkoittaa sitä, että jätevedenpuhdistamolle ajetaan kipsikasalta tulevat fosforipitoiset suotovedet ja tehdasalueen fosfori- ja typpipitoiset hulevedet eri aikaan.

18 17 Jätevedenpuhdistamolla puhdistetaan vaiheessa 1 kipsikasan fosforipitoisia suotovesiä noin m3/a. Vaiheessa 2 vesiä puhdistetaan m3/a. Ylimääräiset puhdistetut vedet, joita ei voida johtaa kasalle imeytykseen, voidaan johtaa jätevedenpuhdistamolta mereen nykyisen järjestelmän ja lupaehtojen mukaisesti. JÄTEVEDENPUHDISTAMO Vaihe 1. Vesi ja fosforisakka m3/a Vaihe 2. Vesi ja fosforisakka m3/a Vesilaitoksen puhtaat jätevedet Yaran vesilaitoksella puhdistetaan Uudenkaupungin makeanvedenaltaasta saatavaa raakavettä tuotantoprosesseissa käytettäväksi. Raakaveden käsittely koostuu kemiallisesta saostuksesta, flotaatioselkeytyksestä ja hiekkasuodatuksesta. Veden käsittelyssä käytetään rautasulfaattia (PIX-105) ja polymeeriä. Vesilaitokselta saatava jätevesi koostuu flotaation sakka-altaan vesistä ja hiekkasuodattimien puhdistusvesistä, jotka voidaan johtaa selkeytyksen jälkeen kasalle. Vesilaitokselta saatavat vesijakeet ovat vuosina olleet välillä m3 vuodessa. VESILAITOS Puhtaat jätevedet m3/a Vesilaitoksen jätevedenlaatu fosforin ja typen osalta vuosina on esitetty seuraavassa taulukossa. Taulukko 8.1. Vesilaitoksen jäteveden fosfori- ja typpipitoisuuden vaihtelu vuosina Keskimäärin N P mg/l min mg/l max ka mg/l min mg/l max ka 0,01 0,063 0,031 2,5 2,7 0,009 0,021 0,173 2,2 3,8 0,007 0,061 0,024 1,5 2,7 0,009 0,048 0,076 2,1 3,1 2,6 2,98 2,23 2,6 Kokonaistyppipitoisuus on ollut maksimissaan 3,8 mg/l ja kokonaisfosfori 0,063 mg/l. Vesilaitokselta saatavassa jätevesijakeessa on siis vähäisiä määriä typpeä. Myös saostuksessa syntyneiden rautasakkajäämien esiintyminen on mahdollista Puhtaat hulevedet Hulevesien muodostuminen riippuu sademäärästä sekä lumen sulamisesta, jotka vaihtelevat valumakausittain.

19 18 Tarkastelemalla sademääriä Uudessakaupungissa on voitu arvioida keskimääräinen puhtaiden hulevesien muodostuminen kiinteistöllä. Vuosina 2015 ja 2016 ovat uuden pakatun tuotteen varastoterminaalin ja F-varaston puhtaiden kattovesien mereen johdetut määrät olleet ja m3/a (laskettu pumppaamon käyntiaikojen perusteella), eli keskimäärin n m3/a: Alueella muodostuvia puhtaita hulevesiä kattovedet mukaan luettuna ovat: PUHTAAT HULEVEDET Pakkausterminaalin ja F-varaston kattovedet m3 Hulevesi nurmi- ja sora-alueilta m3 Valunta metsäalueilta 200 m3 Yhteensä m3/a Puhtaita hulevesiä on maksimissaan käytettävissä noin m2. Hulevesien keräys on helpointa ja kannattavinta järjestää katoilta ja muilta pinnoitetuilta alueilta, mm. parkkipaikka ja kunnossapitoalueen puhtaita hulevesiä voitaisiin hyödyntää kasan pesussa. 8.3 Kasan pesun toteutus Kasan pesun toteutus on tarkoitus järjestää siten, että kasalle johdetaan puhtaita vesiä pääasiassa jätevedenpuhdistamolta puhdistetun veden ja sakan muodossa. Kasan läpi suotautuneet fosforipitoiset vedet kerätään keräysjärjestelyllä ja ne pumpataan kaivosta tasausaltaaseen 1. Vaiheessa 2 tasausaltaaseen johdetaan myös kiinteistöllä muodostuvia puhtaita vesijakeita, joita käytetään kasan pesuun. Edellä on esitetty puhtaiden ja fosforipitoisten vesien kiertoa havainnollistava kuvat vaiheessa 1 (Kuva 8-1) ja vaiheessa 2 (Kuva 8-2) kipsikasan pesusta Veden imeytys Jätevedenpuhdistamolta saatavat puhdistetut vedet pumpataan kipsikasan päälle imeytysjärjestelyille. Imeytys toimii jaksoittaisena imeytyksenä eli kasalle johdetaan tietyn ajanjakson jätevedenpuhdistamolta tulevaa vettä jonka jälkeen pidetään tauko. Tämä johtuu jätevedenpuhdistamon vaiheittaisesta ajosta. Veden imeytys kasaan toteutetaan allasimeytyksellä. Imeytysaltaat muodostetaan puskemalla pintakatteena oleva moreeni sivuun, jolloin vettä johtava kipsi paljastuu esiin. Allasimeytystä varten kasan päälle kaivetaan aluksi kymmenen kappaletta noin 10x20 m kokoisia altaita. Poistettavasta kipsistä muotoillaan altaalle reunat ja pohja tasataan veden tasaisen imeytymisen takaamiseksi. Imeytymisen aikana tarvittava vesisyvyys altaassa on 0,5 m. Yhdellä kertaa imeytyskäytössä on noin puolet altaista, riippuen kasalle saatavasta vesimäärästä. Tarkoituksena on vuorotella imeytyspaikkoja, jolloin vesi saadaan imeytettyä kipsikasaan tasaisemmin ja pesu tehostuu. Pesun edetessä uusia altaita rakennetaan siten, että niillä saadaan katettua kipsikasan lakiosa. Jätevedenpuhdistamolla puhdistetaan kipsikasan fosforipitoisia suotovesiä noin 4 kk ajan vuodesta. Altaisiin saadaan tällöin imeytettäväksi puhdistettua vettä maksimissaan m3/d. Puhdistettaessa typpipitoisia vesiä ei imeytysaltaisiin tule imeytettävää

20 19 vettä. Jos typpipitoisten vesien typpipitoisuus laskee oleellisesti, voidaan näitäkin vesiä johtaa kipsikasalle pesussa käytettäväksi. Tällöin kasaa voitaisiin pestä jatkuvalla virtaamalla, jolloin kasaan imeytettävän veden virtaama imeytysaltaalle olisi sama kuin kasasta ulos pumpattava virtaama Sadanta ja haihdunta imeytysaltailla ja tasausaltaalla Kipsikasan pesussa on laajoja vesipinta-aloja tasausaltaalla ja kasan päällä olevilla imeytysaltailla, joille sataa ja joilta haihtuu vettä. Sadantaa ja haihduntaa voidaan arvioida laskennallisesti pinta-alan perusteella. Vettä haihtuu imeytysaltaiden pinnasta ja tasausaltaan pinnasta, kun vettä seisotetaan altaissa. Keskimääräiseksi haihdunnaksi vesipinnasta Uudenkaupungin makeanvedenaltaasta on arvioitu 460 mm/a. Tasausaltaan 1 pinta-ala on noin m2, johon vettä sataa keskimääräin 620 mm vuodessa sekä haihtuu esitetyn keskimääräisen haihdunnan verran (460 mm) vuodessa. Keskimääräinen sadanta on tällöin m3/a ja haihdunta 4 100m3/a. Tällöin tasausaltaaseen jää vuodessa sadevettä m3. Tasausaltaasta tapahtuva haihdunnan ja vastaavasti sadannan erotus ei ole kovin merkittävä, mutta se on otettu mukaan vesitaseen laskentaan. Veden imeytyminen kasaan tapahtuu suhteellisen nopeasti ja vettä johdetaan altaille vain noin neljän kuukauden ajan vuodessa, joten imeytysaltaista tapahtuva haihdunta verrattuna sinne satavaan veteen ei myöskään ole merkittävä. Imeytysaltaiden yhteenlaskettu pinta-ala on m2, jolloin vuosisadannan määräksi saadaan m3 ja vuosihaihdunnaksi 920 m3. Tällöin altaisiin saatava lisävesimäärä on 320 m3/a. Tätä ei ole otettu huomioon kasalle imeytettävän veden määrässä, sillä altaisiin satava vesimäärä sisältyy jo kipsikasalle satavaan sadevesimäärään Keräysjärjestelyt Kipsikasalta suotautuvan veden keräysjärjestelmä valmistui kokonaisuudessaan syksyllä Yhtenäinen eristeseinärakenne valmistui paaluvälillä sekä tasausaltaan 1 merenpuoleiselle sivulle marraskuussa Eristeseinä estää meriveden pääsyn kipsikasaan ja vastaavasti fosforipitoisten vesien joutumisen mereen. Erilaisia suotovesiä kerätään kipsikasalta ja sen reunoilta seuraavasti: Louhesalaoja paaluvälillä (läntinen ja merenpuoleinen) kerää pääosin kipsikasasta suotautuvaa vettä Kipsikasan itäpuolella kasan ja meren välissä sijaitseva kipsioja, kerää pääosin kipsikasalta tulevia pintavaluntoja sekä suljetun kaatopaikan suoto- ja valumavesiä. Kaikki em. vedet pumpataan suoraan tasausaltaaseen 1. Veden suotautuminen kasasta ja pumppaus louhesalaojasta tapahtuu koko ajan tasaisesti toisin kuin veden imeyttäminen, joka kuten edellä on todettu, on jaksottaista.. Vettä imeytettäessä suotoveden gradientti (kaltevuus) kasvaa nopeuttaen suotoveden virtausnopeutta ja kasvattaen samalla jonkin verran myös louhesalaojasta pumpattavaa vesimäärää. Louhesalaojan pumppaamot toimivat pintakytkimiin perustuen, joten vedenpinta louhesalaojassa pysyy kokoajan tasaisena Veden varastointi tasausaltaassa 1 Fosforipitoiset vesijakeet kerätään jätevedenpuhdistamolle johtamista. ja varastoidaan tasausaltaassa 1 ennen

21 20 Kipsikasan keräysjärjestelmästä kerätyt vedet pumpataan neljästä pumppauskaivosta tasausaltaaseen 1. Samaan altaaseen johdetaan myös muodostuvat puhtaat hulevedet erillisillä keräysjärjestelyillä. Tasausallas 1 on saneerattu ja sen pinnoitus on uusittu vuonna Lisäksi allasta suurennettiin, jolloin sen tilavuudeksi saatiin m3. Mikäli kiinteistöllä muodostuu odottamattomia vesijakeita, ne voidaan varastoida kiinteistöllä sijaitsevaan puskurialtaaseen, jonka tilavuus on m3. Tasausaltaasta 1 vedet pumpataan käsittelyyn jätevedenpuhdistamolle, mitä varten on toteutettu pumppausjärjestelyt Kipsikasan pesuvesien käsittely jätevesilaitoksella Saneerauksen jälkeen jätevedenpuhdistamon kapasiteetti on n. 60 m3/h, eli m3/d, mikä vastaa vesimäärää m3/a. Koska puhdistamo toimii kaksivaiheisella ajotavalla, osa käsittelykapasiteetista varataan tehdasalueen hulevesiä varten. Ylimääräiset puhdistetut vedet, joita ei voida johtaa kasalle imeytykseen, johdetaan jätevedenpuhdistamolta mereen nykyisen järjestelmän ja lupaehtojen mukaisesti. Jätevesienkäsittelyyn on pumpattu jätevesiä viimeisten vuosien aikana (vuosina ) aikana keskimäärin m3. Kipsikasasta tuleva vesimäärä on näinä vuosina ollut m3, joten typpipitoisten hulevesien osuus on ollut n m3/a. Arvioitu typpipitoisten jätevesien määrä voidaan käsitellä jätevedenpuhdistamolla n. 50 päivässä, kun jätevesilaitoksen käsittelykapasiteetti on 1440 m3/d. Tällöin typpipitoisten vesien käsittelyyn kuluu noin 2 kuukautta. Tämä tarkoittaa sitä, että fosforipitoisille vesille jää käsittelykuukausia 10. Tämä vastaa vesimäärää m3/a eli käsittelyyn on riittävästi aikaa. Jätevedenpuhdistamolla pesun yhteydessä muodostuva sakka johdetaan kipsikasalle tehtyihin sakka-altaisiin. 9 SUUNNITELMA KIPSIKASAN PESUN YHTEYDESSÄ SYNTYVÄN FOSFORISAKAN LÄJITTÄMISEKSI Jätevedenpuhdistamolla liukoinen fosfori saostetaan kalsiumhydroksidilla. Muodostuvan lietteen määrä on riippuvainen veden fosforipitoisuudesta ja saostukseen käytettävien kemikaalien määrästä. Tarvittavan kalsiumhydroksidin määrä riippuu veden alkaliniteetista. Liukoisessa muodossa oleva fosfori saostuu ph-arvossa 10,5 stabiiliksi hydroksyyliapatiitiksi. Reaktiossa muodostuva liete on helposti kuivattavissa. Yaran tehtailla on arvioitu laskennallisesti syntyvä lietemäärä käyttäen seuraavia arvioita: Kiintoainemäärä on laskennallisesti arvioitu summaamalla yhteen massamääräisesti kalkkisakka ja fosfaattifosfori huomioiden inertin lisäävä vaikutus. Vuosien aikana tehtyjen kiintoainepitoisuusmääritysten perusteella alueelle johdettavan lietteen kiintoainepitoisuus on 2-3 % (Lounais-Suomen Vesi- ja ympäristötutkimus Oy) ja laskelmassa on käytetty arvoa 2,5 %. Viimeisimmissä kaatopaikkakelpoisuus arvioinneissa (Eurofins Scientific Finland) lietteen kuiva-aine on ollut samalla tasolla. Osa lietteen vedestä palautuu puhdistamon poistolinjaan ja osa haihtuu kasalla ilmaan. Varastosakan kiintoaineprosentiksi on arvioitu n. 20 %

22 21 Seuraavassa kuvassa (Kuva 9-1) on esitetty muodostunut kiintoaineeltaan 20 % sakkamäärä käsiteltyä vesikuutiota kohti. Lietettä on syntynyt keskimäärin 0,26 m3/m3 käsiteltyä jätevettä. Kuva 9-1. Yaran jätevesien käsittelyssä muodostunut lietemäärä vuosina Fosforipitoisten vesien puhdistuksessa syntyvän lietteen määräksi (arviolta 20 % kiintoainetta) voidaan käsittelyyn johdettavien vesien määrän perusteella arvioida muodostuvan vaiheessa 1 noin m3 ja vaiheessa 2. noin m3 vuodessa. Syntyvä liete läjitetään kipsikasalle. Läjitystä varten kasalle rakennetaan kaksi imeytysaltaan kokoista hieman syvempää allasta. Syntyvä liete pumpataan jätevedenpuhdistamolta kipsikasalle. Lietteen sisältämä vesi osittain haihtuu sekä osa siitä imeytyy kipsikasaan ja pesee kasaa lietteen sijoituspaikan alta. Eli kasaan tehdään ns. sisäinen kierto, jossa kasasta kerätty fosfori palautetaan takaisin kasalle veteen liukenemattomassa muodossa, josta se, kuivatuksen jälkeen, edelleen käytetään hyödyksi lannoitteen raaka-aineena ja siten vähennetään merkittävästi kaatopaikalle sijoitettavan sakan määrää 10 SAOSTETUN KALSIUMFOSFAATTISAKAN PYSYVYYSKOKEET Yara Suomi Oy:n Uudenkaupungin tehtaiden kipsikasan suotovedestä saostetun kalsiumfosfaattisakan pysyvyys selvitettiin laboratoriossa tehdyillä liukoisuuskokeilla, joissa sateen happamuuden vaikutusta fosforin liukenemiseen simuloitiin pitkällä aikavälillä. Pysyvyyskokeiden mallina oli Landskronan tehtaiden kipsikasan pesujärjestelyn sakan aiemmin tehdyt pysyvyyskokeet. Kokeiden tarkoituksena oli selvittää kalkilla saostetun fosforin sekä sakassa epäpuhtautena olevien raskasmetallien liukenemista sadeveden sisältämän happamuuden vaikutuksesta, kun sakka varastoidaan jätekipsialueen päälle. Laboratoriotuloksista määritettiin laskennallisesti liukenemiseen kuluva aika. Liukoisuustestien koko raportti on tämän lupahakemuksen liitteenä 8. Tuloksia verrattiin Landskronan vastaaviin kokeisiin ja kokeiden perusteella voitiin todeta että fosforin liukoisuuden 100 mg/kg saavuttaminen Landskronan kokeessa tuoreella sakalla (ph 8,95) kestäisi vuotta, kun sateen ph on 5,0. Uudenkaupungin sakalla liukoisuuden 100 mg/kg ka saavuttaminen sadeveden ph:ssa

23 22 5,6 kestäisi noin vuotta. Landskronan kokeista saadut arseenin ja nikkelin liukoisuustulokset vastasivat Uudenkaupungin sakalla saatuja tuloksia. Johtopäätöksenä voitiin todeta, että kalsiumfosfaattisakan sisältämä fosfori sekä raskasmetallit liukenevat hyvin hitaasti sadevesien happamuuden vaikutuksesta, jos sakka läjitetään kipsin varastoalueen päälle. Liukeneminen sadeveden nykyisen happamuuden (ph 5,6) vaikutuksesta kestää kymmeniätuhansia tai satojatuhansia vuosia. Kadmium liukenee sakan raskasmetalleista herkimmin ja sen liukoisuuden rajaarvo on alhaisin. Saadut tulokset olivat yhdensuuntaisia Ruotsin Landskronassa saatujen tulosten kanssa. Ne tukevat sitä, että fosforin tehostettu poisto kipsikasasta voidaan toteuttaa niin, että puhdistamolla saostettu fosfori läjitetään väliaikaisesti kipsikasan päälle tehtyihin altaisiin, joista sakan sisältämä vesi imeytetään kipsiin ja kerätään rakennetun louhesalaojan kautta. Laskelmissa ei huomioitu sadeveden haihtumista tai imeytymistä tai pintavaluntaa, jotka käytännössä vaikuttavat huuhtoutumiseen sitä vähentävästi. 11 IMEYTYS- JA PUMPPAUSKOKEIDEN TUTKIMUKSET Liitteen 9 raportissa Kipsikasan hydrogeologiset tutkimukset ( , Pöyry Finland Oy) on käyty läpi syksyllä 2013 tehdyt imeytys ja pumppauskokeet. Imeytyskokeiden perusteella imeyttäminen ei muodostu rajoittavaksi tekijäksi. Rajoittavaksi tekijäksi muodostuu kasan suotoveden keräys ja pumppaus. Suotoveden keräys suunnitellaan kaksivaiheiseksi. Ensimmäisessä vaiheessa (Vaihe 1) kerätään nykyisen järjestelmän mukaan, jolloin vesimäärät ovat alla mainitussa taulukossa louhesalaoja PL mukaiset, eli n m3/a. Toisessa vaiheessa (Vaihe 2) tehostetaan poistoa asentamalla 10 vaakakaivoa, joista saadaan yhteensä n m3/a. Tällöin kokonaisvesimäärä vaiheessa 2 olisi yhteensä m3/a. Kasalta ulos Vaihe 1. Louhesalaoja PL Vaihe 2. Vaakakaivot 10x200 m Yhteensä m3/d m3/vko m3/a Mitoitusvirtaamana vaiheessa 2 ja valmiille kokonaisuudelle käytetään n m3/a. 12 MERISEDIMENTIN FOSFORIVARANNON SELVITYS Yaran Uudenkaupungin tehtaiden edustan merisedimentin fosforivarannot selvitettiin tutkimuksessa, jonka tarkoitus oli kartoittaa sedimenttiin varastoituneen fosforin määrä kipsikasan edustan merialueella sekä muutamassa taustanäytepisteessä. Tutkimuksen tulokset on esitetty liitteenä 10 olevassa raportissa Merisedimentin fosforivarannon selvitys (Pöyry Finland Oy, ). Tutkimus suoritettiin lokakuussa Meripadon edustalle rajattiin fosforivarannon tutkimusalue, jonka pinta-ala oli m2 eli 240 hehtaaria. Fosforivarannot laskettiin erikseen pintasedimentille ja pohjasedimentille, koska niistä mitattiin eri määriä fosforia. Pintasedimenttiin sitoutuneen fosforin kokonaismäärä oli 50 tonnia (21 g/m2 x m2) pohjasedimenttiin sitoutuneen fosforin kokonaismäärä oli 220 tonnia (92 g/m2 x m2) eli yhteensä 270 tonnia.

24 23 Lähellä rannikkoa sijainneessa vertailupisteen taustapitoisuusnäytteessä S18 (4,5 km etelään Hangonsaaresta) mitattujen fosforipitoisuuksien perusteella sedimentissä on fosforia varastoituneena tämän pisteen alueella suurin piirtein sama määrä neliömetriä kohti kuin meripadon edustalla. Kaukaisimman vertailupisteen, taustapisteen S19, alueella sedimentin kokonaisfosforipitoisuus (g/m2) oli luokkaa 45 % meripadon edustan fosforipitoisuudesta. Merivedessä olevan fosforin määrä fosforivarannon laskenta-alueella arvioitiin karkeasti olevan 750 kg ( m2 x 7,3 m x 43 µg/l x l/m3). 13 SELVITYS JÄTEKIPSIN LÄJITYSALUEELTA TALTEEN OTETUN FOSFORIN HYÖTYKÄYTTÖMAHDOLLISUUKSIA Kipsikasalta kerätyn fosforipitoisen veden hyötykäyttöön on tunnistettu useita eri mahdollisuuksia lannoiteprosessissa, esimerkiksi: vesi pumpataan suoraan tasausaltaasta Lannoitteen kiertovesialtaaseen ja siitä edelleen prosessiin vedestä poistetaan fosfori kiinteään muotoon jätevesilaitoksella. Tämän jätevesilaitoksen sakan hyötykäyttö lannoitetehtaalla tapahtuu seuraavasti. Kipsikasan sakka-altaissa esikuivattu fosfori-kalsium sakka syötetään kiinteänä raaka-aineena kipsin tapaan tai kipsiin sekoitettuna lajikkeesta ja sakan kosteudesta riippuen. Koska koko toimipaikan vesitaseen näkökulmasta vettä on riittävästi sekä lannoitteen käyttöön että kipsikasan pesuun, tullaan näiden vesien käytön optimointi tekemään ympäristön kannalta huomioiden sekä fosforin että typen näkökulma. Ylimääräinen puhdas tai puhdistettu vesi lasketaan mereen lupaehtojen mukaisesti. Tämän selvityksen yhteydessä on määritelty vesitase ja käsittely pelkästään kipsikasan pesun näkökulmasta, jolloin vesistä puhdistuksesta saadaan myös mahdollisimman suuri määrä sakkaa. Sakan määrää voidaan vähentää käyttämällä hyödyksi myös kipsikasan vesiä lannoitteella korvaamaan raakamakeavettä. Vaikka kaikki fosfori poistettaisiin jätevesiprosessissa kiinteään muotoon, on lannoitteen tuotantokapasiteetti ja tämän hetkinen lajikevalikoima sellainen, että syntyvä sakka voitaisiin saada järkevästi hyödynnettyä. Kipsikasasta kerätyssä vedessä tai siitä saostetussa sakassa ei ole sellaisia määriä haitallisia aineitta verrattuna muihin käytettyihin raaka-aineisiin, että se estäisi kasasta poistetun fosforin hyötykäytön. Analyysit perustuvat aikaisemmin tehtyihin selvityksiin ja koeajoihin. Myös fosfaattisakasta tehdyt kaatopaikkakelpoisuus selvitykset tukevat tätä (Liite 11). Hyötykäyttömalli edellyttää sakan sijoittamista takaisin kasalle siten, että se voidaan sieltä kuljettaa kiinteänä takaisin syötettäväksi edellä kuvatuilla tavoilla lannoitetehtaalle. Sakan hyötykäytön onnistuminen edellä kuvatulla tavalla lannoiteprosessissa varmistetaan vielä suorittamalla koeajo, jolla varmistetaan että sakan syöttäminen lannoiteprosessiin onnistuu edellä kuvatulla tavalla ja että sakan hyötykäyttö ei aiheuta tuotelaatu ongelmia. Aiempien koeajojen jälkeen jätevesilaitoksen prosessia on muutettu jättämällä ferrosulfaatti pois.

25 24 14 TOIMINNAN MAHDOLLISET YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET Pesujärjestelmän tulee olla mahdollisimman suljettu, jotta toiminnan ympäristövaikutukset jäisivät mahdollisimman vähäisiksi. Suunnittelun reunaehdot onkin asetettu tämän tavoitteen mukaisesti. Pesujärjestelmä perustuu veden kierrättämiseen eli hulevesien ja sadevesien imeyttämiseen, vesien keräämiseen louhesalaojien avulla, louhesalaojaan virtaavien vesien pumppaamiseen, niiden käsittelyyn ja uudelleen imeyttämiseen kipsikasalle. Järjestelmän voidaan sanoa toimivan vesitaseen ollessa tasapainossa eli kun pitkällä aikavälillä imeytettävä vesimäärä on sama kuin pumpattava vesimäärä. Tämä tasapaino on toiminnan keskeinen periaate. Ympäristövaikutuksia saattaa syntyä mikäli eristeseinä vuotaa tai, jos imeytystä tai pumppausta ei toteuteta hallitusti. Oletuksena mahdollisten ympäristövaikutusten minimoinnille on eristeseinän tiiveys, jota seurataan tarkkailun avulla. Eristeseinä estää kipsikerroksessa olevan fosforipitoisen veden virtauksen mereen. Eristeseinän seurauksena suotoveden pinta nousee eristeseinän ja kipsikasan välissä ilman pumppausta. Eristeseinän ja kipsikasan välissä olevasta louhesalaojasta tehtävällä pumppauksella mahdollistetaan veden kierrättäminen sekä estetään suotoveden pinnan liiallinen nousu. Mikäli vettä ei pumpata louhesalaojasta, suotoveden pinta nousee louhesalaojassa maanpinnan yläpuolelle ja fosforipitoinen vesi voi karata pintavaluntana mereen. Kasaan imeytettävä vesimäärä ei saa pitkänajan keskiarvona olla suurempi kuin kasalta pumpattava vesimäärä. Muutoin kipsikasan sisäisen suotoveden pinta saattaa nousta maanpinnan tasolle ja pesuvaikutus vähenee. Toisinaan imeytysmääriä voidaan joutua hetkellisesti vähentämään pitkään kestävien sadekausien ja runsassateisten jaksojen aikana. Myös imeytysaltaiden mitoituksessa otetaan huomioon yhtäkkiset rankkasateet, jottei ylivuotoja synny. Imeytysalueita vaihdellaan, mikäli käy ilmi, että imeytyminen on normaalia heikompaa tai jos vedenpinta nousee imeytysalueella liikaa. Veden korkeustasoa kasassa tarkkaillaan säännöllisillä suotoveden pinnankorkeusmittauksilla, josta on olemassa jo pitkän ajan historia. Mahdollisia ympäristövaikutuksia tarkasteltiin myös suotoveden virtausmallin avulla. Seuraavassa kuvassa (Kuva 14-1) on esitetty 1. vaiheen toiminnan aikainen suotoveden pinta kipsikerroksessa sekä sadevedestä tai imeytyskaivoista imeytyvän suotoveden virtaussuunnat. Mallinnus osoittaa eristeseinän ja louhesalaojan toimivan kuten maastomittaukset ovat osoittaneet. Virtaussuuntien perusteella voidaan todeta, että imeytettävä vesi saadaan kerättyä talteen louhesalaojan avulla. Virtaussuuntien perusteella voidaan myös todeta, että osa vesistä virtaa itäalueen kipsiojaan, josta ne otetaan talteen.

26 25 Kuva Kipsikasan sisäisen suotoveden virtaussuunnat 1. vaiheen toiminnan ollessa käynnissä Toiminnan mahdolliset ympäristövaikutukset voidaan parhaiten välttää ennakoimalla ongelmia, mitä toteutetaan laaja-alaisen ja yksityiskohtaisen tarkkailun avulla.