KOETOIMINNAN LOPPURA- PORTTI JÄTEVESIEN YHTEISKÄSITTELY SAHANIEMEN PUHDISTAMOLLA. Vastaanottaja Kuusakoski Oy / Heinolan vesihuoltolaitos

Transkriptio

1 Vastaanottaja Kuusakoski Oy / Heinolan vesihuoltolaitos Päivämäärä Viite JÄTEVESIEN YHTEISKÄSITTELY SAHANIEMEN PUHDISTAMOLLA KOETOIMINNAN LOPPURA- PORTTI

2 JÄTEVESIEN YHTEISKÄSITTELY SAHANIEMEN PUHDISTAMOLLA Päivämäärä Laatija Tarkastaja Hyväksyjä Riikka Johansson, Niko Rissanen, vesistöosuus Jaana Huuhko Teemu Koskinen Niko Rissanen Viite Ramboll Niemenkatu LAHTI P F

3 JÄTEVESIEN YHTEISKÄSITTELY SAHANIEMEN PUHDISTAMOLLA SISÄLTÖ 1 Johdanto 1 2 Kaatopaikkavesien määrät ja tutkimukset Kaatopaikkavesien määrät Tutkimustulokset Suotovesien vaikutus ammoniumtypen nitrifikaatioon Nitrifikaation inhibitiotestit Inhibiota aiheuttavien aineiden selvittäminen Suotovesien vaikutus puhdistamolietteen hyödyntämiseen 7 3 Kaatopaikkavesien aiheuttama kuormitus puhdistamolle 8 4 Puhdistamon toiminta Puhdistusvaatimukset Poikkeustilanteet ja tehdyt toimenpiteet Puhdistustulos 14 5 Vesistökuormitus Suotovesien osuus vesistökuormituksesta Sekoittumisvyöhyketutkimuksien tulokset 2 6 Johtopäätökset 21 LIITTEET 1. Jätevesien yhteiskäsittelyn koetoimintasuunnitelma kesä-joulukuun 215 ja tammi-huhtikuun 216 aikana otettujen suotovesinäytteiden tutkimustodistukset 3. Kaatopaikan suotoveden nitrifikaation inhibitiotestit - Ramboll Finland Oy/ Ramboll Analytics Kokemäenjoen vesistön vesistönsuojeluyhdistys ry Ramboll Finland Oy/ Ramboll Analytics Ramboll Finland Oy/ Ramboll Analytics Heinolan jätevedenpuhdistamon velvoitetarkkailun vuosiyhteenveto 215 Kymijoen vesi ja ympäristö ry, ja osavuosiraportti 1/216 Kymijoen vesi ja ympäristö ry, Heinolan jätevedenpuhdistamon käyttötarkkailun tulokset 6. Sekoittumisvyöhyketutkimukset kevät 215 Kymijoen vesi ja ympäristö ry ja kevät 216 Kymijoen vesi ja ympäristö ry JAKELU Kuusakoski Oy Heinolan kaupungin ympäristö- ja tekninenlautakunta Heinolan vesihuoltolaitos Hämeen ELY-keskus

4 1 1 JOHDANTO Tämä koetoiminnan loppuraportti koskee Heinolan kaupungin Sahaniemen jätevedenpuhdistamolla tapahtuvaa Kuusakoski Oy:n Rajavuoren kaatopaikkavesien yhteiskäsittelyä Koetoiminnan tavoitteena on selvittää Rajavuoren jätevesien vaikutus Sahaniemen puhdistamon toimintaan ja käsittelytehokkuuteen. Koetoimintasuunnitelma on liitteenä 1. Etelä-Suomen aluehallintovirasto on antanut hyväksyvän päätöksen (Dnro ESA- VI/494/215) Heinolan kaupungille Rajavuoren kaatopaikkavesien käsittelykoetta varten. Etelä-Suomen aluehallintovirasto on antanut ympäristölupapäätöksen (Dnro ESA- VI/132/4.8/213) Kuusakoski Oy:lle Rajavuoren kaatopaikan toiminnalle. Päätöksessä on myönnetty Kuusakoski Oy:lle toistaiseksi voimassa oleva lupa johtaa kaatopaikan suotovesiä enintään 3 m³/d Heinolan kaupungin jätevedenpuhdistamolle ja edelleen Kymenvirtaan. Vuoteen 217 saakka suotovedet tai osa niistä voidaan johtaa myös suoraan jätevedenpuhdistamon purkuputkeen. Heinolan kaupungin Sahaniemen jätevedenpuhdistamolla on voimassa Itä-Suomen ympäristölupaviraston myöntämä lupa käsiteltyjen jätevesien johtamiseen Kymenvirtaan. Etelä- Suomen aluehallintovirasto on antanut päätöksen lupaehtojen tarkistamisesta, johon Vaadan hallinto-oikeus antoi päätöksen (Dnro 28/14/511). 2 KAATOPAIKKAVESIEN MÄÄRÄT JA TUTKIMUKSET 2.1 Kaatopaikkavesien määrät Rajavuoren kaatopaikan tasausaltaan vedet on kuljetettu säiliöautolla purkupisteeseen (välppäkanava puhdistamolla, sakolietteiden purkupiste Vanerikadulla, tiivistämö) arkipäivisin pääosin normaalin työpäivän aikana. Vesimäärä on mitattu punnitsemalla säiliöautot Rajavuoren kaatopaikan vaaka-asemalla. Puhdistamolle johdettava kaatopaikkavesimäärä on vaihdellut koetoiminnan aikana kuvan 1 mukaisesti. m³/d 25 2 Puhdistamolle viedyt kaatopaikkavedet Kuva 1. Heinolan puhdistamolle johdetut kaatopaikkavedet (l/d). Puhdistamolle johdettu vesimäärä ei yltänyt koetoimintasuunnitelmassa esitetylle tasolle 1 15 m 3 /d kesäkuun 215 ja helmikuun 216 välisenä aikana, jolloin pääosa suotovesistä on laskettu suoraa purkuputkella vesistöön. Kaatopaikkavesien johtamisessa puhdistamolle oli myös taukoja, jotka ovat johtuneet mm. siitä, ettei puhdistamolle ole haluttu kaatopaikkavesiä häiriöiden vuoksi.

5 2 Kaikki suotovedet on johdettu Heinolan puhdistamolle alkaen, jolloin suotovesien määrä oli tasolla m 3 /d, keskimäärin n. 158 m 3 /d tuontipäivää kohti. Suhteessa puhdistamolla käsiteltyyn jätevesimäärään kaatopaikkavesien määrä oli tällöin keskimäärin 1,3-1,6 % ja suurimmat vuorokautiset tuontimäärät ovat olleet noin 3 % puhdistamon keskimääräisestä kuukauden vuorokausivirtaamasta. Vuorokautisiin puhdistamon virtaamiin verrattuna ko. päivän tuodut suotovedet olivat enimmillään 3,3 % ja keskimäärin 1,4 % (kuva 2). Koska kaatopaikkavedet on ajettu yleensä aamupäivän aikana, hetkelliseksi maksimiksi on arvioitu noin 6 %. Kaikkina vuorokausina puhdistamolle tuotujen suotovesien määrä on pysynyt alle lupapäätöksessä asetetun enimmäismäärän 3 m³/d (taulukko 1). Taulukko 1. Kaatopaikkavesien määrät ja suhteet puhdistamon virtaamasta koetoiminta-aikana kuukausittain. suotovesimäärä puhdistamon tuotu suotovesimäärä yhteensä josta puhdistamolle virtaama puhdistamovirtaamasta m³ m³ kesk. max m³/d m³ kesk. m³/d kesk. lask. max* kesä % ,21% 1,3% heinä % ,17% 1,3% elo % ,26% 1,4% syys % ,45% 2,4% loka % ,37% 2,5% marras % ,23% 1,5% joulu % ,52% 1,1% tammi % ,31% 1,2% helmi % ,28% 1,1% maalis % ,63% 3,% huhti % ,27% 2,2% touko % ,36% 3,2% * kuukauden suurin vuorokautinen kaatopaikalta puhdistamolle tuotu suotovesimäärä suhteessa puhdistamon kuukauden keskimääräiseen jätevesimäärään tuodut suotovedet % puhdistamon virtaama m³/d 3,5 % 3, % 2,5 % 2, % 1,5 % 1, %,5 %, % Kuva 2. Heinolan puhdistamon vuorokausivirtaamat ja ko. päivinä puhdistamolle johdetut kaatopaikkavedet suhteessa puhdistamovirtaamiin.

6 3 2.2 Tutkimustulokset Kuusakoski Oy on tehnyt puhdistamolle johdettavasta kaatopaikkavedestä tarkkailuanalyysejä kerran kuukaudessa. Näytteet on otettu säiliöautosta kertanäytteinä. Koetoiminnan aikana otettujen näytteiden tutkimustodistukset ovat liitteenä 2. Tuloksia on esitetty taulukossa 2 sekä kaaviokuvissa 3-6. Tuloksia verrattiin teollisuusjätevesioppaassa esitettyihin raja-arvoihin, jotka alittuivat tutkittujen yhdisteiden (sulfaatti, metallit, fenolit ja TVOC) osalta. Kloridin pitoisuudet olivat yleistä raja-arvoa selvästi korkeampia. Tutkittujen näytteiden ph oli 8,2-8,3 (11 näytekertaa) ja sameus FTU (4 näytekertaa. Todetut pitoisuudet olivat pääosin aiemmissa tutkimuksissa todettua tasoa. Taulukko 2. Kaatopaikkavesien ainepitoisuuksia koetoiminta-aikana. Suotovesinäyte Kloridi sulfaatti As Br Cd Cr Cu Hg Pb Zn Ni Fenolit TVOC mg/l mg/l µg/l mg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l µg/l ,2 59, ,25, , ,1 74, ,25, , ,7 52,2 17 4,4,8 7, , ,2 9,7 11, , , Yleinen raja-arvo* * Teollisuusjätevesiopas, asumajätevesistä poikkeavien jätevesien johtaminen viemäriin, VVY julkaisusarja nro 5, 213 Kuva 3. Koetoiminta-aikana tutkitut kaatopaikkaveden sähkönjohtokyky, COD Cr- ja kloridipitoisuudet.

7 4 Kuva 4. Koetoiminta-aikana tutkitut kaatopaikkaveden ravinne- ja BOD-pitoisuudet. Kuva 5. Koetoiminta-aikana tutkitut muut alkuaine- ja metallipitoisuudet.

8 5 JÄTEVESIEN YHTEISKÄSITTELY SAHANIEMEN PUHDISTAMOLLA Kuva 6. Koetoiminta-aikana tutkitut rikki, sulfaatti, fenoli-, TOC- ja TVOC- pitoisuudet. 2.3 Suotovesien vaikutus ammoniumtypen nitrifikaatioon Nitrifikaation inhibitiotestit Nitrifioivien bakteerien on todettu olevan erityisen herkkiä useille haitta-aineille. Nitrifikaation inhibitiotesti (SFS-EN ISO 959) kuvastaa hyvin tutkittavan näytteen kokonaisvaikutusta nitrifikaatioon ja siten myös muuhun jätevedenkäsittelyyn. Testissä tutkitaan nitrifikaation inhibitiota eli estymistä ja voidaan siten arvioida testattavan näytteen lyhytkestoisia vaikutuksia nitrifikaatioon. Kaatopaikkavedestä on tehty taulukon 3 mukaiset nitrifikaation inhibitiotestit, joiden tutkimusraportit on esitetty liitteenä 3. Kaikki testit on tehty saman standardin mukaisesti, mutta niissä on käytetty eri päivinä otettuja kaatopaikkavesinäytteitä sekä osin eri puhdistamoiden aktiivilietteitä ja laimennussuhteita, mitkä vaikeuttavat tulosten vertailua. Pienet, alle 1 % laimennussuhteet kuvastavat parhaiten koetoiminta-ajan suotovesien inhibitiovaikutusta Heinolan puhdistamon nitrifikaatiolle (Ks. kohta 2.1). Muista testeistä poiketen otettua suotovesinäytettä oli ilmastettu noin neljä tuntia ennen testin aloittamista, jotta saadaan selville ilmastuksen vaikutus inhibitioon. Suotovesinäytteiden inhibitiotestien tulokset laimennussuhteilla -12 % on esitetty myös kuvassa 7. Taulukko 3. Kooste nitrifikaation inhibitiotesteistä ja niiden tuloksista. näytteenottopäivä testilietteen puhdistamo nitrifikaationopeus Laimennussarjat Kariniemi 2,2 mgn/(gxh),1 12 % (5 kpl) Heinola 2,22-2,75 mgn/(gxh) 1, 3 ja 8% 1% laimennus n. 1% Heinola 2,3 mgn/(gxh) 1,2,4,8 ja 2% laimennukset 1-2 % nollanäytteen tasolla, 4 %:n inhibitio 8,4 % 8 %:n inhibitio 35 % Kariniemi 7, mgn/(gxh) 1,2,4,8,2,25, 3 ja 35 % laimennukset 1-8 % nollanäytteen tasolla. inhibioiva vaikutus pienillä laimennuksilla noin 1/1, 12% laimennus n. 12% EC5- arvo* 51 % - 13 % 36 % * EC 5-arvo on testattavan näytteen pitoisuus, joka nollanäytteeseen verrattuna aiheuttaa 5 % inhibition bakteerien nitrifikaatiolle. Mitä pienempi EC 5-arvo (laimennus), sitä inhibioivampi näyte.

9 6 4 nitrifikaation inhibitio % Ramboll KVVY Ramboll Ramboll (ilmastettu) suotoveden laimennussuhde % Kuva 7. Nitrifikaation inhibitiotestien tulokset kaatopaikan eri suotovesinäytteistä -12 % laimennussuhteilla. Eri testien tuloksia ei kuitenkaan voida suoraan verrata toisiinsa. Suotoveden alle 1 % laimennuksien inhibitio nitrifikaatiolle oli kaikkien tehtyjen testien perusteella pääosin alle 1 %. Testin näytteen inhibitio 8 % laimennussuhteelle oli kuitenkin 35 %. Inhibitiotestin näyte (1 %, 3 % ja 8 % laimennussarjat, Kokemäenjoen vesistön vesistönsuojeluyhdistys ry) inhibioi nitrifikaatiota niin, että 3 % näyte aiheutti 95 % inhiboimisen nitrifikaatiossa. Testin tuloksista ei voida luotettavasti arvioida kaatopaikkavesien aiheuttamaa nitrifikaation inhibitiovaikutusta koetoimintajakson aikana, jolloin kaatopaikkavesien osuus tulovirtaamasta oli kaikissa tilanteissa korkeintaan noin 3 % Inhibiota aiheuttavien aineiden selvittäminen Yleensä kaikki sellaiset aineet, jotka muutenkin ovat myrkyllisiä, estävät nitrifikaatiota. Nitrifikaatiobakteerien on todettu olevan erityisen herkkiä useille raskasmetalleille ja synteettisille orgaanisille kemikaaleille. VVY:n teollisuusjätevesioppaassa on esitetty lista nitrifikaatiota häiritsevistä aineista. Tätä listaa ja muita saatavilla olevia aineistoja hyödyntämällä on pyritty suuntaaantavasti kartoittamaan, mitkä Rajavuoren kaatopaikkavesien sisältämistä aineista aiheuttavat inhibitioita nitrifikaatiolle. Rajavuoren kaatopaikan suotovedet sisältävät mm. raskasmetalleja, fenoleja, syanidia, BTEX- (bentseeni, tolueeni, etyylibentseeni ja ksyleenit), MTBE-, TAME- ja PAH-yhdisteitä, jotka inhiboivat nitrifikaatiota. Kaikkien näiden aineiden osalta viime vuosien tutkimustulosten mukaiset pitoisuudet alittavat kuitenkin selvästi teollisuusjätevesioppaan viemäröitäville jätevesille asetetut raja-arvot. Myös teollisuusjätevesioppaan 1 nitrifioifien aineiden listan mahdolliset sekä yhdysvaltalaisen lähteen 2 fenoliyhdisteiden raja-arvot alittuvat. Haitta-aineet tai niiden yhteisvaikutus saattaa kuitenkin heikentää hieman nitrifikaatiota raja-arvoja pienempinäkin pitoisuuksina. Lisäksi on huomioitavaa, että teollisuusjätevesioppaan ainelistan lähteet ovat peräisin luvuilta, jolloin listalta oletettavasti puuttuu useita uudempia haitta-aineita, jotka on määritetty mm. vesiympäristölle vaarallisiksi aineiksi ja ovat oletettavasti myös nitrifikaatiota inhibioivia. Näitä vesiympäristölle vaarallisia, asetuksen 122/26 aineita Rajavuoren kaatopaikan suotovesistä on todettu mm. tributyylitinaa (TBT), bromatua difenyylieetteriä (BDE 47) nonyyli- ja oktyylifenoleja, bentsotiatsoli-2-tiolia (MBT) ja etyleenitioureaa. Pitoisuudet ovat olleet kuitenkin hyvin alhaisia. Vain suotovedestä todettu tributyylitinan pitoisuus ylitti pintaveden sekoittumisvyöhykkeelle asetetun ympäristönlaatunormin ( enimmäispitoisuus MAC-EQS x µg/l). Pintavesien laatunormeja ei kuitenkaan voida verrata suoraan suotovesiin ja nitrifikaatiota aiheuttaviin pitoisuuksiin. 1 viittaus 2 viittaus

10 7 Lisäksi suotovesien sisältämiä haitta-ainepitoisuuksia verrattiin erään toisen n. 1 AVL:n tehokkaasti nitrifioivan puhdistamon haitta-ainepitoisuuksiin. Ko. vertailupuhdistamolle johdetaan myös kaatopaikan suotovesiä ja tulevassa jätevedessä on todettu useita haitta-aineita esim. fenoleja. Vertailupuhdistamon tulevassa jätevedessä esim. tributyylitinan pitoisuus oli samaa tasoa, kuin Rajavuoren suotovedessä. Fenolien laskennalliset pitoisuudet 3 %:seksi laimennetussa suotovedessä (ks. kohta 2.1 suotovesien osuus Heinolan jätevesivirtaamasta) olivat samaa tasoa tai alempia, kuin vertailupuhdistamon tulevassa jätevedessä. Näin ollen voidaan olettaa, etteivät suotoveden sisältämät fenolit ja tributyylitina muuhun puhdistamon tulevaan jäteveteen sekoitettuna estä tehokasta nitrifikaatiota, jos muut nitrifikaatiolle tärkeät olosuhteet ovat kunnossa. Nitrikaation inhibition aiheuttajien selvittämiseksi tehtiin myös erilaisia nitrifikaation inhibitiotestejä, joissa jäteveteen lisättiin kloridia ja toiseen booria tai suotovettä ilmastettiin. Heinolan puhdistamolta otettuun jäteveteen tehtiin kloridilisäys (NaCl), joka vastasi Rajavuoren näytteen pitoisuutta (15 mg/l). Kloridipitoisen jäteveden vaikutus nitrifikaatioon oli nollanäytteen tasolla laimennoksissa 1-8 %. Suurimmankin pitoisuuden (2 %) inhiboiva vaikutus jäi 14 % tasolle. Nitrifikaatiotestissä otettua suotovesinäytettä oli ilmastettu helposti haihtuvien aineiden inhibition poissulkemiseksi. Lisäksi samanaikaisesti tehtiin testi Heinolan jätevesinäytteestä, johon oli lisätty booria, jota esiintyy runsaasti suotovedessä. Testien perusteella boori ei aiheuttanut inhibitiota, vaikka tutkimuksessa käytettiin suotovedestä mitattua korkeampaa pitoisuutta. Ilmastettu kaatopaikkavesi ei aiheuttanut nitrifikaation inhibitiota pitoisuuksilla 1-8 %, mutta korkeammilla pitoisuuksilla inhibitiovaikutus oli selvä. Ilmastetun näytteen inhibitiotestitulos oli muiden tehtyjen testien tulosten vaihteluvälillä, jolloin voidaan karkeasti arvioida, että suotovesien sisältämät haihtuvat aineet eivät muodosta pääasiallista nitrifioivaa vaikutusta. Em. tietojen perusteella ei pystytä suoraan osoittamaan, mikä tai mitkä suotovesien sisältämät aineet/yhdisteet erityisesti aiheuttavat nitrifikaation inhibitiota. Tällöin nitrifikaation inhibitiotestit antavat parhaan kuvan suotovesien sisältämien eri aineiden kokonaisvaikutuksesta Heinolan puhdistamon nitrifikaatioon. 2.4 Suotovesien vaikutus puhdistamolietteen hyödyntämiseen Valtakunnallisen jätevedenpuhdistamoiden haitta-ainetutkimuksen 3 tulosten perusteella haittaainepitoisuudet jätevedessä laskevat pääosin puhdistusprosessin aikana. Pitoisuuksien lasku selittyy useimmiten aineen sitoutumisella puhdistamolietteeseen. Lisäksi haitta-aineesta riippuen ne voivat puhdistusprosessissa joko haihtua ja/tai hajota tai muuntua kemiallisesti/ biologisesti. Myös lietteen jatkokäsittely esim. mädätys, kompostointi, vaikuttaa lietteiden haitta-aineiden poistumiseen ennen puhdistamolietteen hyödyntämistä. Aineen tarttuminen lietteeseen riippuu pääosin itse haitta-aineen, mutta myös lietteen ominaisuuksista. Aineen ominaisuuksista tärkeimmät ovat rasvaliukoisuus sekä happamuus. Heinolan Sahaniemen puhdistamolla syntyy sekä esiselkeytyksestä kerättävää raakalietettä että biologisen puhdistuksen aktiivilietteen ylijäämälietettä. Raakalietteen ph on yleensä ylijäämälietettä alhaisempi ja öljyjen sekä rasvojen pitoisuus suurempi. Tällöin raakalietteeseen voivat sitoutua helpommin esim. alkyylifenolineita (Nonyylifenoli- ja etoksilaatit NP sekä oktyylifeno- ja etoksilaatit OP) kuin ylijäämälietteeseen. Myös puhdistusprosessilla on todettu olevan vaikutusta haittaaineiden reduktioon. Typenpoistossa tehokkaiden laitosten jätevedestä on todettu haitta-aineiden poistuvan tehokkaammin kuin ei typenpoistoa toteuttavilla laitoksilla. Sahaniemen puhdistamolla typenpoistotehokkuus on vaihdellut tyypillisesti lämpötilan mukaan niin, että lämpimänä aikana typenpoisto on kohtuullista, mutta kylmänä aikana heikkoa. Valtakunnallisessa haitta-ainetutkimuksessa todettiin, että lietteeseen tarttuminen on mahdollista ainakin seuraaville aineille: NP, NP1EEO, NP2EO, OP, DEHP, bromatut difenyylieetterit, PFOS, E2, triklosaani ja sinkki. Em. aineista Rajavuoren suotovesistä on todettu pieniä pitoisuuksia 4- tert-oktyylifenolia (OP), bromattua difenylieetteriä (BDE 47) sekä sinkkiä. 4-tert-oktyylifenolia 3 Haitalliset aineet jätevedenpuhdistamoilla hankkeen lopouraportti , Niina Vieno, Envieno ky

11 8 (OP) on todettu esiintyvän myös puhdistamolietteiden haitta-ainetutkimuksessa 4 olleiden yhdyskuntajätevedenpuhdistamoiden jatkokäsitellyissä (mädätys, kompostointi, kemiallinen hygienisointi) lietteissä, mutta pitoisuus on ollut pääosin lähellä määritysrajaa. Lietteiden haittaainetutkimukseen ei kuitenkaan sisältynyt kaikkia tunnettuja ja priorisoituja haitta-aineita, jolloin esim. bromatut difenyylieetterit eivät sisältyneet tutkimukseen. Perinteisesti puhdistamolietteistä on tutkittu raskasmetalleja, joiden pitoisuudet rajoittavat mm. puhdistamolietteen hyödyntämistä maanviljelyksessä (Valtioneuvoston päätös 282/1994) ja lannoitevalmisteena (maa- ja metsätalousministeriön asetus 24/11 ja 12/12). Heinolan puhdistamon kuivattua lietettä on tutkittu 5 raskasmetallien (elohopea, kadmium, kromi, kupari, nikkeli, lyijy, sinkki) osalta koetoiminta-aikana kaksi kertaa ( ja ). Molempien lietenäytteiden sisältämät raskasmetallipitoisuudet olivat selvästi alle enimmäispitoisuuksien, joten tutkittujen ominaisuuksien osalta lietettä voi käyttää lannoitteena. Raskasmetallien ja patogeenien aiheuttamat riskit lietteen hyötykäytölle ovat Suomessa tyypillisesti vähäisiä. Viime vuosina yhdyskuntajätevesiin päätyvät erilaiset orgaaniset haitta-aineet ovat kuitenkin saaneet entistä enemmän huomiota ja näiden merkitys lietteiden hyötykäyttöä rajoittavana tekijänä on tiedostettu. Orgaanisten haitta-aineiden pitoisuudet voivat olla pieniä, mutta niille on tyypillistä, että ne vaikuttavat jo pieninä pitoisuuksina. Nykyisin Suomessa käytössä olevilla lietteenkäsittelymenetelmillä ei kaikkia orgaanisia haitta-aineita saada poistettua tai hajotettua lietteestä. Etenkin kuluttajakemikaaleista ja -tuotteista käytön yhteydessä vapautuvat aineet sekä lääkkeistä peräisin olevat orgaaniset haitta-aineet voivat olla merkittävässä roolissa yhdyskuntajätevesilietteen hyödyntämisessä jatkossa. Lietteiden poltto ja tuhkien jatkokäsittely tai kaatopaikkasijoitus on lisääntymässä Euroopassa, koska orgaaniset haitta-aineet saadaan näin poistettua. Tulevaisuudessa lietteen lannoitekäyttöä tullaan ehkä entisestään rajoittamaan etenkin orgaanisten haitta-aineiden osalta. 3 KAATOPAIKKAVESIEN AIHEUTTAMA KUORMITUS PUH- DISTAMOLLE Heinolan jätevedenpuhdistamon toimintaa on velvoitetarkkailtu hyväksytyn tarkkailuohjelman mukaisesti kerran kuukaudessa otettavin vuorokauden kokoomanäyttein. Lisäksi puhdistamon käyttötarkkailuna on tutkittu vuorokauden kokoomanäytteitä niin, että puhdistamon toiminnasta on tutkimustuloksia lähes jokaiselta viikolta viime vuosina. Näytteistä on tutkittu taulukossa 4 esitetyt analyysit, mutta velvoitetarkkailuun ei ole sisältynyt kloridia. Velvoitetarkkailuraportit (vuosiyhteenveto 215 ja neljännesvuosiraportti 1/216) on esitetty liitteenä 4 ja käyttötarkkailun tulosten yhteevetotaulukko on esitetty liitteenä 5. Taulukko 4. Käyttötarkkailussa tehdyt analyysit. Rajavuori Sahaniemen puhdistamo säiliöauto tuleva esiselkeytetty lähtevä ph x x x x kiintoaine x x x x COD Cr x x x x BOD 7ATU x x x x N kok x x x x NH 4 -N x x x x P kok x x x x PO 4 -P - - x x kloridi x x - x 4 Haitta-aineet puhdistamo- ja hajalietteissä, Niina Vieno, Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry, julkaisu 73/215 5 Kymijoen vesi ja ympäiristö ry:n tarkkailuraportit: Vuosiraportti 215 ja neljännesvuosiraportti 1/216

12 9 Kaikki käyttötarkkailunäytteet vuoden 215 koetoiminta-aikana on kerätty maanantain ja tiistain välisenä vuorokauden kokoomana (klo 8 8). Koska jäteveden viipymä puhdistamolla voi olla virtaamasta riippuen n. vuorokauden, edustaa maanantai-tiistain puhdistamolta lähtevä kokoomanäyte pääosin viikonlopun jätevettä, jossa ei pääosin näy Kuusankosken kaatopaikkavesien vaikutusta esim. kloridin tai typen osalta. Vuoden 216 puolella otetut käyttötarkkailunäytteet on otettu pääosin tiistain ja keskiviikon välisenä kokoomana, mutta osin myös muina päivinä. Pääosa koetoiminta-ajan velvoitetarkkailunäytteistä on kerätty kuitenkin tiistain ja keskiviikon välisenä kokoomana. Taulukossa 5 on esitetty kaatopaikkavesien tarkkailutulosten ( ) perusteella lasketut keskimääräiset kuormitukset sekä niidet osuudet puhdistamon keskimääräisestä käyttötarkkailutulosten mukaisesta tulokuormituksesta. Arvot on laskettu koko koetoiminta-ajan keskiarvona sekä ajalle , jolloin kaikki kaatopaikkavedet johdettiin puhdistamolle. Taulukko 5. Kaatopaikkavesien keskimääräiset pitoisuudet, kuormitus tuontipäiviä kohti sekä osuudet Heinolan puhdistamon keskimääräisestä tulokuormituksesta koetoiminta-aikana. Koetoiminta-aikana COD Cr Kok. N kaatopaikkavesien kesk. pitoisuudet kaatopaikkavesien kesk. kuormitus tuontipäiviä kohti Puhdistamon tulokuormitus kesk. Kloridi Kiintoaine BOD 7 ATU Kok. P mg/l ,7,25 kg/d ,3 32,17,24 kg/d ,656* Kaatopaikkavesien kesk. osuus puhdistamon tulokuormituksesta % ,84 3,2,49 3,6 kaatopaikkavesien kuormitus kg/d ,7 24,11 ei tutkittu Kaatopaikkavesien osuus kesk puhdistamon tulokuormituk- % 5,9 1 62,43 2,2,81 - sesta * puhdistamolle tulevan jäteveden tutkitut elohopeapitoisuudet alle määritysrajan (<,2 mg/l), jolloin laskennassa käytetty puolta arvosta (,1 mg/l) Em. laskelman perusteella suotovedet lisäävät puhdistamon tulokuormitusta lähinnä COD:n, kokonaistypen ja kloridin osalta. Kuvassa 8 on esitetty käyttötarkkailujen perusteella lasketut keskimääräiset tulokuormitukset ennen koetoiminnan aloittamista , koko koetoiminnan aikana sekä , jolloin kaikki suotovedet johdettiin puhdistamolle. Vertailun perusteella koko koetoiminta-ajan tulokuormitus on ollut kokonaistypen osalta n. 6 % korkeampi, mutta muiden suureiden osalta matalampi, kuin ennen koetoimintaa. Kokonaistypen tulokuormitus oli välisenä aikana keskimäärin 38 % suurempi, kuin tarkastelujaksolla ennen koetoiminnan aloittamista. Vastaavasti COD oli 6 % suurempi. Vertailun luotettavuutta kuitenkin heikentää vuosien väliset luonnolliset vaihtelut tulokuormituksessa sekä etenkin se, että on kevätaikana tavanomaisestikin keskimääräistä suurivirtaisempaa aikaa (kuva 9), mikä kasvattaa myös laskennallista tulokuormitusta selvästi. Suotovesien noin 3 % osuus puhdistamolle tulleesta kokonaisvesimäärästä ei selitä maalis-toukokuun keskimäärin n. 4 % suurempaa vesimäärää, kuin muuna koetoiminta-aikana keskimäärin. Myös näytteenottoajankohdan siirtäminen keskemmälle viikkoa voi vaikuttaa hieman tulokuormitukseen. Hg

13 1 kg/d Tulokuormituksen kehitys* Ennen koetoimintaa Koko koetoiminta-aikana Koetoiminta-aika Kiintoaine BOD 7-ATU COD Kokonaistyppi Kokonaisfosfori * Vertailun tarkkailutuloksista on poistettu kolme näytekertaa, jolloin tuleva jätevesi on ollut selvästi tavanomaisesta poikkeavaa ( : ph 6,1, BOD ja COD erityisen korholla, ja : ph 8,1, COD ja erityisesti typpi koholla) johtuen jostain muusta lähteestä, kuin puhdistamolle tuoduista suotovesistä. Kuva 8. Puhdistamon keskimääräiset käyttötarkkailutulosten (Ramboll Finland Oy) mukaiset tulokuormitukset ennen koetoiminnan aloittamista , koko koetoiminnan aikana ja koetoiminta-aikana , jolloin kaikki suotovedet johdettiin puhdistamolle. puhdistamo m³/d kg/d tuodut suotovedet m³/d puhdistamon virtaama m³/d tuleva COD kg/d tuleva typpi kg/d suotovedet m³/d Kuva 9. Puhdistamon virtaamat, tuodut suotovesimäärät ja typpi- ja COD-tulokuormitukset koetoimintaaikana. Velvoitetarkkailuraportin (Kymijoen vesi ja ympäristö ry, ) mukaan puhdistamon tulokuormitus vuonna 215 oli alhaisempi kuin edellisellä koko 1 vuoden tarkastelujaksolla. Tulokuormituksen laskennallinen lasku edellisiin vuosiin verrattuna johtunee näytteenottopisteen muutoksesta, jonka tavoitteena on ollut saada kerättyä edustavampia näytteitä. Tällöin koetoiminta-ajan tulokuormituksen luotettava vertaaminen aikaisempiin vuosien tarkkailutuloksien mukaisesti laskettuihin tulokuormituksiin ei ole mahdollista. Koetoiminta-aikana tulevan jäteveden kokonaistyppipitoisuus (keskimäärin 52 mg/l) on noussut keskimäärin 15 % verrattuna ennen koetoiminta-aikaa (pitoisuus keskimäärin 45 mg/l). Vastaava nousu välisen ajan keskimääräiseen typpipitoisuuteen (54 mg/l) oli 19 %.

14 11 mg/l tuodut suotovedet m³/d tuleva typpi lähtevä typpi m³/d Kuva 1. Heinolan puhdistamon tulevan ja lähtevän jäteveden typpipitoisuudet sekä tuodut suotovesimäärät koetoiminta-aikana tutkittiin päivittäiset käyttötarkkailunäytteet (tuleva, esiselkeytetty ja lähtevä: kokoomanäytteet), jotta voitiin paremmin selvittää, miten puhdistamolle tuodut suotovedet vaikuttavat tulevan ja lähtevän jäteveden pitoisuuksiin. Tulevan jäteveden typpipitoisuus nousi ensimmäisten päivien jälkeen lähes kaksinkertaiseksi, mutta lähtevän jäteveden pitoisuus säilyi samalla tasolla. m³/d mg/l tuodut suotovedet m³/d tuleva typpi lähtevä typpi Kuva 11. Heinolan puhdistamon tulevan ja lähtevän jäteveden typpipitoisuudet sekä tuodut suotovesimäärät Ennen koetoiminta-aikaa 215 tutkitut Heinolan puhdistamon jäteveden kloridipitoisuudet vaihtelivat välillä 2-47 mg/l. Kloridipitoisen suotoveden vaikutusta puhdistamoveden kloridipitoisuuteen ei ollut juurikaan havaittavissa koetoiminta-ajan alussa (kuva 12). Tulevan jäteveden kohonneita kloridipitoisuusia alettiin todeta vasta loppuvuodesta 215. Tulokset vaihtelevat selvästi suotovesien tuonti- ja näytteenottoajasta riippuen. Perättäisten tarkkailupäivien tutkimustuloksissa (kuva 13) oli havaittavissa tulevan kloridipitoisuuden nousu. Puhdistamon esiselkeyttämö tasaa kohtalaisen tehokkaasti suotovesien aiheuttamaa pitoisuusvaihtelua, jolloin esiselkeytetyn ja lähtevän jäteveden kloridipitoisuuksissa ei ole havaittavissa vastaavaa vaihtelua. Keskimäärin kloridipitoisuus oli koetoiminta-aikana 4 % korkeampi ja välisenä aikana 5 %, kuin ennen koetoimintaa.

15 12 mg/l tuodut suotovedet m³/d tuleva kloridi lähtevä kloridi esiselkeytys kloridi mg/l m³/d Kuva 12. Heinolan puhdistamon tulevan, esiselkeytetyn ja lähtevän jäteveden kloridipitoisuudet sekä tuodut suotovesimäärät koetoiminta-aikana. mg/l m³/d tuodut suotovedet m³/d tuleva kloridi esiselkeytetty kloridi lähtevä kloridi Kuva 13. Heinolan puhdistamon tulevan, esiselkeytetyn ja lähtevän jäteveden klodisipitoisuudet sekä tuodut suotovesimäärät Suotovesilisätyn jäteveden kloridipitoisuuden pitäisi olla keskivirtaamalla ja -pitoisuudella laskennallisesti tasoa n. 5 mg/l. Taulukossa 6 on esitetty tulevasta jätevedestä kaatopaikkavesien säiliöauton purun jälkeen otettujen näytteiden ainepitoisuudet, jotka kuvastavat hetkellistä puhdistamon tulokuormitusta yhteiskäsittelyssä. Taulukko 6. Käyttötarkkailussa tehdyt säiliönauton purun jälkeiset tutkimustulokset verrattuna saman vuorokauden kokoomanäytteiden tuloksiin. Näyteenotto Kiintoaine BOD 7ATU COD Cr Kloridi Kok. N Tuleva 8-12 min purun jälk. mg/l Tuleva min purun jälk. mg/l Tuleva 24 h mg/l Lähtevä 24 h mg/l

16 13 4 PUHDISTAMON TOIMINTA 4.1 Puhdistusvaatimukset Heinolan jätevedenpuhdistamon voimassa olevassa ympäristölupapäätöksessä vesistöön johdettavalle jätevedelle asetetut raja-arvot on esitetty alla olevassa taulukossa 7. Arvot lasketaan mahdolliset ohitukset, ylivuodot ja poikkeustilanteet mukaan lukien. Taulukko 7. Voimassa olevat puhdistusvaatimukset. Parametri Pitoisuus Käsittelyteho Laskentajakso enintään vähintään BOD 7(ATU) 1 mg/l 95 % neljännesvuosikeskiarvo COD Cr * 125 mg/l 75 % näytekohtainen* Kokonaisfosfori,3 mg/l 95 % neljännesvuosikeskiarvo Kiintoaine* 35 mg/l 9 % näytekohtainen* Kokonaistyppi** 7 % vuosikeskiarvo** * arvot lasketaan näytekohtaisesti asetuksen 888/26 mukaisesti poikkeustilanteet, kuten rankkasateet, pois lukien ** Saavutettava alkaen. Siihen saakka 7 %:n poistoteho on tavoitteellinen. Vesistöön johdettavan jäteveden kokonaistyppipitoisuus saa olla poikkeuksellisia tilanteita lukuun ottamatta enintään 2 mg/l, kun veden lämpötila laitoksen biologisessa prosessissa on vähintään 12 C. 4.2 Poikkeustilanteet ja tehdyt toimenpiteet Koejakson aikana puhdistamolla oli seuraavia laitoksen toimintaan ja jossakin määrin myös puhdistustulokseen vaikuttaneita poikkeustilanteita ja muutostoimenpiteitä: - kalkin annostelu pois käytöstä ja ferron annostelussa häiriöitä , , , 27.1., 31.1, , , jälkiselkeytys 1 laahain rikki lietteen kuivauksessa ongelmia , ilmastusallas 2 poissa käytöstä ilmastuselementin korjauksen vuoksi haettiin 6 m 3 kuorma tehokkaasti nitrifioivaa aktiivilietettä Nastolan puhdistamolta. Lieteymppi lisättiin linjaan 1, jonka nitrifikaatio tehostui toimenpiteen ansiosta. - Kalkinsyötön ja sitä kautta myös nitrifikaation tehostamiseksi tehdyt muutokset: o kalkin syöttö esiselkeytykseen aloitettiin annostuksella 5 g/m³ o kalkkiliuosta sakeutettiin, annostus arviolta 7-8g/m3. Samalla kalkin syöttö siirrettiin ilmastukseen menevään kanavaan ja suoraan ilmastukseen. o 1.6. lähtien kalkki on syötetty taas esiselkeytykseen. o Toinen kalkinsyöttölinja suoraan ilmastus 1:n. Toimi hyvin asti. Kalkin annostuksen kapasiteetti ei riitä nitrifikaation ylösajotilanteessa koeajojakson typpikuormilla ja alkaliteetin loppuminen/ph:n romahtaminen jarruttavat nitrifikaation etenemistä.

17 Puhdistustulos Koetoiminta-aikana Heinolan jätevedenpuhdistamon toiminta on velvoitetarkkailutulosten mukaan saavuttanut pääosin sille asetetut puhdistusvaatimukset. Toisella neljännesvuosijaksolla 215, jolloin koetoiminta aloitettiin, puhdistamon toiminta täytti kaikki sille asetetut puhdistusvaatimukset. Nitrifikaatioaste 6 oli kuitenkin vielä heikko, eikä kokonaistypenpoistoa toteutunut. Kolmannella jaksolla BOD 7ATU - puhdistustehokkuus jäi niukasti alle vaatimustason, muilta osin puhdistusvaatimukset saavutettiin. Nitrifikaatioaste oli keskimäärin 74 % ja kokoistypenpoisto 67 %. Vuoden viimeisellä jaksolla puhdistamolla ei saavutettu fosforin puhdistusvaatimuksia, mutta muilta osin puhdistusvaatimukset saavutettiin. Nitrifikaatioaste nousi keskimäärin 85 % tasoon, mutta kokonaistypenpoisto laski 61 %:iin. Ensimmäisellä neljännesvuosijaksolla 216 puhdistamon toiminta täytti kaikki sille asetetut puhdistusvaatimukset. Puhdistamolla on aikaisempinakin vuosina yksittäisillä jaksoilla jäänyt saavuttamatta fosforin ja/tai BOD 7ATU :n lupavaatimuksia (esim. velvoitetarkkailuissa vuonna 212 BOD 7ATU - puhdistustehon jäi saavuttamatta II jaksolla ja lievä fosforipitoisuuden ylitys IV jaksolla, vuonna 213 lievä fosforipitoisuuden ylitys III jaksolla ja vuonna 214 fosforin ja BOD 7ATU :n puhdistusvaatimukset jäivät saavuttamatta IV jaksolla). Taulukossa 8 on koetoiminta-ajan velvoitetarkkailun puhdistustulokset neljännesvuosittain. Taulukko 8. Velvoitetarkkailun puhdistustulokset neljännesvuosikeskiarvoina koetoiminta-aikana 215-1/216 ja tuolloin voimassa olleet lupaehdot puhdistusvaatimuksista. 215 lupaehdot II/215 III/215 IV/215 I/216 BOD 7ATU 1 mg/l 2,4 mg/l 5,6 mg/l 7,7 mg/l 5,8 mg/l ³ 95 % 99 % 94 % 95 % 95 % Fosfori,3 mg/l,95 mg/l,21 mg/l,56 mg/l,27 mg/l ³ 95 % 97 % 96 % 93 % 94 % Kiintoaine 35 mg/l 1,9 mg/l 5,2 mg/l 9,2 mg/l 2,6 mg/l ³ 9 % 98 % % 99 % COD Cr 125 mg/l 15 mg/l 37 mg/l 53 mg/l 34 mg/l NH4-N* ³ 75 % 9 % % 91 % 26 mg/l 43 % 74 % 85 % 38 % Typpi 22 mg/l 19 mg/l 23 mg/l 36 mg/l 7 %** % 67 % 61 % 13 % * Nitrifikaatioaste lasketaan lähtevän jäteden ammoniumtypen ja tulevan jäteveden kokonaistypen perusteella seuraavasti: (kok.n tuleva - NH4-N lähtevä) / kok.n tuleva * 1. ** alkaen. Verrattaessa koetoiminta-ajan ( ) käyttötarkkailutuloksien keskimääräisiä reduktioita ennen koetoiminta-ajan tuloksiin ( ), voidaan havaita (kuva 14), että puhdistustehokkuus on kiintoaineen, BOD:n ja COD:n osalta ollut samaa tasoa. Kokonaistypen (13 %) ja ammoniumtypen nitrifikaatioasteen (16%) osalta tehokkuus on ollut koetoiminta-aikana korkeammalla tasolla kuin aiemmin, mutta vastaavasti kokonaisfosforin osalta puhdistustehokkuus on ollut hieman heikompi (4 %). Koska vuosien käyttötarkkailunäytteet otettiin pääsääntöisesti aina maanantain ja tiistain välisenä kokoomana, on puhdistamolta lähtevä kokoomanäyte edustanut pääosin viikonlopun jätevettä, mikä on todennäköisesti vääristänyt reduktiota hieman todellista paremmaksi. 6 Nitrifikaatioaste lasketaan lähtevän jäteden ammoniumtypen ja tulevan jäteveden kokonaistypen perusteella seuraavasti: (kok.n tuleva - NH4-N lähtevä) / kok.n tuleva * 1.

18 Ennen koetoimintaa Koko koetoiminta-aika koetoimintaaikana Kuva 14. Heinolan puhdistamon käyttötarkkailussa todetut reduktiot keskimäärin ennen koetoimintaaikaa (7 näytekertaa), koetoiminta-aikana (41 näytekertaa). Kaaviokuvissa 15 ja 16 on esitetty syitä heikentyneeseen fosforinpoistoon. Aivan koetoiminnan alussa ja vuoden 216 alussa liukoinen fosforipitoisuus oli koholla, johtuen liian alhaisesta saostuskemikaalin (ferrosulfaatin, ks. kohta 4.2) syötöstä, jolloin myös kokonaisfosforin päästöpitoisuus ylitti luparajan. Liukoisen fosforipitoisuuden ollessa hyvällä tasolla (<,2 mg/l), fosfori on ollut pääosin sitoutuneena kiintoaineeseen. Vuonna 215 suhteellisen korkea nitrifikaatioaste aiheutti ph-arvon laskua prosessissa ja lähtevän veden samentumista ajoittain liian alhaisesta kalkinsyöttömäärästä johtuen. Muutoin ja etenkin koetoiminta-ajan loppupuolella, jolloin kaikki suotovedet on johdettu puhdistamolle, fosforinpoisto on ollut tehokasta ja saavuttanut päästöpitoisuuden luparajan. Kuva 15. Heinolan puhdistamon käyttötarkkailussa todetut tulevan ja lähtevän jäteveden ph:t sekä lähtevän jäteveden kokonais- ja liukoisen fosforin pitoisuudet (mg/l).

19 16 Kuva 16. Heinolan puhdistamon käyttötarkkailussa todetut ammoniumtypen nitrifikaatioaste sekä lähtevän jäteveden kiintoaineen, kokonaistypen ja fosforin pitoisuudet (mg/l). Verrattuna kahteen aikaisempaan kylmään kauteen (talvi-kevät), Heinolan puhdistamo on nitrifinoinut koetoiminta-aikana paremmin ja tasaisemmin. Kaaviokuvassa 17 on esitetty käyttötarkkailun mukaiset BOD 7ATU :n, kokonaistypen ja fosforin puhdistustehokkuudet sekä kloridipitoisuudet ajalta (koetoiminta alkanut ). Kuva 17. Heinolan puhdistamon käyttötarkkailussa todetut BOD:n, kokonaistypen ja fosforin puhdistustehokkuudet (%) sekä tuleva kloridipitoisuus (mg/l). Puhdistamolla on ollut ongelmia esiselkeytyksen, kalkin liukenemisen ja lietteen kuivauksen kanssa. Esiselkeytyksen kiintoaineen poistotehokkuudet ja pitoisuudet sekä koko laitoksen kiintoaineen puhdistustehokkuudet käyttötarkkailussa viime vuosina on esitetty kuvassa 18. Ilmastusaltaiden aktiivilietteen määrä (ilmastuksen kiintoainepitoisuus) on ajettu tarkoituksellisesti alas, mikä on ph:n laskun ohella heikentänyt nitrifikaatiota (kuva 19). Ongelmien vähentämiseksi kalkin annostuspistettä on siirretty.

20 17 Kuva 18. Heinolan puhdistamon käyttötarkkailussa todettu esiselkeytyksen kiintoainepitoisuus ja reduktio sekä kiintoaineen kokonaisreduktio. Kuva 19. Heinolan puhdistamon käyttötarkkailussa todettu nitrifikaatioaste, kokonaistypen puhdistustehokkuus (%) sekä ilmastusaltaiden kiintoainepitoisuudet (mg/l).

21 18 5 VESISTÖKUORMITUS Puhdistetun jäteveden velvoitetarkkailun mukainen vesistökuormitus vuosina sekä osavuosijaksolla 1/216 on esitetty taulukossa 9. Vuonna 215 keskimääräinen vesistökuormitus oli BOD 7ATU :n, COD Cr :n ja typpikuormituksen osalta koko tarkastelujakson matalinta. Myös muiden vesistökuormitusten osalta vuoden 215 kuormitus oli keskimääräistä pienempää. Ensimmäisen osavuosijakson 216 vesistökuormitus oli pääosin hieman korkeampaa kuin vuoden 215 keskimääräinen kuormitus, mutta muiden tarkasteluvuosien vaihteluvälillä. Kiintoaineen osalta jakson 1/216 vesistökuormitus oli selvästi alhaisempi kuin edellisten vuosien kuormitus keskimäärin. Taulukko 9. Velvoitetarkkailun (Kymijoen vesi ja ympäristö ry) mukainen vesistökuormitus (kg/d) vuosina ja ensimmäisenä neljännesvuosijaksolla /216 Virtaama BOD 7ATU COD Cr fosfori 3,8 2,6 2,8 2,1 1,1 1,3 1,6 1,8 1,9 1,4 1,6 typpi kiintoaine kg/d Vesistökuormituksen kehitys Ennen koetoimintaa Koko koetoiminta-aikana Koetoiminta-aika Kiintoaine BOD 7-ATU COD Kokonaistyppi Kokonaisfosfori x 1* * Kokonaisfosforin vesistökuormitus kerrottu 1:llä kaaviokuvassa näkyvyyden parantamiseksi Kuva 2. Heinolan puhdistamon käyttötarkkailun mukainen vesistökuormitus ennen koetoimintaa ja koetoiminnan aikana. Koetoiminta-ajan keskimääräinen vesistökuormitus oli kiintoaineen, BOD 7ATU :n ja COD Cr :n suhteen alhaisempi, kuin keskimäärin ennen koetoimintaa Kokonaistypen ja fosforin keskimääräiset vesistökuormitukset olivat puolestaan korkeammalla tasolla. Fosforin (3 %) korkeammani vesistökuormituksen syitä on tarkasteltu aiemmin kohdassa 4.3. Kokonaistypen korkeampi vesistökuormitus (koko koetoiminta-aikana 4 %, jaksolla 37 %) on linjassa nousseeseen tulokuormitukseen (koko koetoiminta-aikana 6 %, jaksolla 38 %), vaikka kokonaistypen poistoreduktio oli koko koetoiminta-aikana keskimäärin 7 % tehokkaampaa kuin ennen koetoimintaa Kevätkaudella kokonaistypen poisto oli tyypillisesti heikompaa, 8 % alempi kuin vertailuaikana ennen koetoimintaa. Koko koetoiminta-ajan virtaama oli n. 8 % pienempi kuin tarkastelujaksona ennen koetoimintaa. Vastaavasti kevätkauden virtaama oli tyypillisellä tavalla noin 16 % korkeampi. Käyttötarkkailutulosten perusteella vesistöön johdetut päästöpitoisuudet ovat vuoden 215 koetoiminta-aikana olleet fosforin osalta koholla (kuva 14) ja selvästi korkeammalla tasolla, kuin velvoitetarkkailussa. Velvoitetarkkailussa fosforin päästöpitoisuus on koetoiminta-aikana 215 ollut,16-,7 mg/l ja keskimäärin,38 mg/l (6 näytekertaa), kun käyttötarkkailussa forforipitoisuus on vaihdellut välillä,14-1,5 mg/l ja ollut keskimäärin,55 mg/l (23 näytekertaa, joista 7 % näytteistä fosforipitoisuus oli yli lupa-arvon eli >,3 mg/l ja 43 % näytteistä pitoisuus oli >,5 mg/l). Fosfori on ollut pääosin kiintoaineeseen sitoutuneena. Koetoiminta-aikana vuoden 216 puolella fosforipitoisuus on vaihdellut vähemmän ja ollut pääosin luparajan alapuolella,

22 19 keskimäärin,24 mg/l (17 näytekertaa) , jolloin kaikki suotovedet tuotiin puhdistamolle, lähtevän jäteveden keskimääräinen fosforipitoisuus oli,2 mg/l. Tammi-huhtikuun velvoitetarkkailun mukaiset fosforin päästöpitoisuudet olivat keskimäärin,24 mg/l. Kuva 21. Heinolan puhdistamon käyttötarkkailussa todetut lähtevän jäteveden kiintoaineen ja kokonaisfosforin päästöpitoisuudet (mg/l). Kuva 22. Heinolan puhdistamon käyttötarkkailussa todetut lähtevän jäteveden kiintoaineen, BOD 7ATU:n ja COD Cr:n päästöpitoisuudet (mg/l). Kuva 23. Heinolan puhdistamon käyttötarkkailussa todetut lähtevän jäteveden ammoniumtypen ja kokonaistypen päästöpitoisuudet (mg/l).

23 2 5.1 Suotovesien osuus vesistökuormituksesta Heinolan jätevedenpuhdistamolla käsiteltyjen suotovesien aiheuttaman vesistökuormituksen arviodaan vastaavan pääosin muuta puhdistamolta lähtevää jätevettä virtaaman suhteessa. Typen osalta suotovesien puhdistustehokkuudeksi arvioidaan kuitenkin vain 5 %. Tällöin suotovesien aiheuttama vesistökuormitus koko puhdistamolta lähtevästä kuormituksesta oli typen osalta keskimäärin 22 % ja muiden suureiden osalta 1,5 % koko koetoiminta-aikana. Yhteiskäsittelyn ansiosta suotovesistä aiheutuva vesistökuormitus väheni laskennallisesti 98 % BOD 7ATU :n ja COD Cr :n osalta, 93 % kiintoaineen ja 77 % fosforin osalta (taulukko 1). kg/d Suotovesien aiheuttama vesistökuormitus puhdistamokäsittelyn jälkeen Koko koetoiminta-aikana Koetoiminta-aika Kiintoaine BOD 7-ATU COD Kokonaistyppi Kokonaisfosfori x 1 Kuva 24. Kaatopaikan suotovesien aiheuttama laskennallinen vesistökuormitus puhdistamokäsittelyn jälkeen. Taulukko 1. Kaatopaikan suotovesien aiheuttama laskennallinen vesistökuormitus ja puhdistustehokkuus yhteiskäsiteltynä. Koko koetoimintaaikana Koetoiminta-aika yksikkö Kiintoaine BOD 7- ATU COD Kokonaistyppi Kokonaisfosfori kg/d,62,69 3,7 44,38 % 93 % 98 % 98 % 5 % 77 % kg/d,29,62 4,1 4,24 % 94 % 97 % 97 % 5 % 77 % 5.2 Sekoittumisvyöhyketutkimuksien tulokset Kymijoen vesi ja ympäristö ry kartoitti puhdistamon purkualueen laimenemisolosuhteita, vaikutusaluetta ja vedenlaatua maaliskuussa 215 tehdyllä ennakkotutkimuksella 7. Työ toistettiin maaliskuussa (1.3.), jolloin puhdistamolle oli ajettu suotovesiä kaatopaikalta (tutkimusraportit liitteenä 6). Tutkimus toteuttiin käyttämällä SCAN- ja YSI-vedenlaatusondeja. SCAN-sondilla mitattiin veden nitraattityppipitoisuuksia (puhdistamon jätevesien indikaattori) ja YSI-sondilla veden sähkönjohtavuutta (suotovesien indikaattori). Mittaukset tehtiin 2 tutkimuspisteellä kolmelta eri syvyydeltä purkuputken ympäristössä noin 15 m alueella. Jyröngönvirtaan johdetut jätevedet näkyivät lähinnä alusvedessä kohonneina typpipitoisuuksina, kun taas päällysvedessä ja välivedessä nitraattityppipitoisuudet olivat taustapitoisuuden tasolla. Jäteveden vaikutusalue nitraattitypen suhteen todettiin olleen tutkimushetkellä pieni (alle 5 m säteellä purkuputken suulta). Leviämissuunta näytti olevan putkuputken suuntaisesti kohti keskivirtaa. 7 Kymijoen vesi ja ympäristö ry 215. Heinolan kaupungin jätevedenpuhdistamon sekoittumisvyöhyketutkimus keväällä Kymijoen vesi ja ympäristö ry 216. Heinolan kaupungin jätevedenpuhdistamon sekoittumisvyöhyketutkimus keväällä 216.

24 21 Vuonna 216, jolloin Rajavuoren suotovesiä johdettiin puhdistamolle, suotovesien indikaattorin sähkönjohtavuuden todettiin olevan samaa tasoa kuin ennakkotutkimuksen aikana. Vuonna 216 korkeimmat pitoisuudet todettiin alusvedessä, jossa sähkönjohtavuus vaihteli välillä 6,5-13 ms/m. Vuonna 215 vastaavasti sähkönjohtavuus oli alusvedessä välillä 6,3-14 ms/m. On syytä huomioida, että tuloksia ei voida suoraan verrata, koska Jyrängönvirtaan johdetut jätevesimäärät olivat vuonna 216 kolmanneksen pienemmät kuin esiselvityksen aikaan, mutta kloridikuormitus neljä kertaa suurempi. Lisäksi maaliskuun 215 runsaista vuotovesistä johtuen jäteveden sähkönjohtavuus on oletettavasti ollut selvästi tavanomaista alhaisemmalla tasolla, kuin tavanomaisen jäteveden (tyypillisesti kuivana aikana 1-15 ms/m, vuotovesiaikana esim. 5-1 ms/m). Yhteenvetona todettakoon, että Rajavuoren suotovesien vaikutukset Jyrängönvirtaan voidaan todeta olevan vähäiset. Purkuvesistön sekoittumisolosuhteet ovat hyvät ja suotovesien kuormitusosuus on pieni suhteessa puhdistamon kokonaiskuormitukseen. 6 JOHTOPÄÄTÖKSET Rajavuoren kaatopaikkavedet ovat lisänneet Heinolan puhdistamon tulokuormitusta typen ja COD Cr :n osalta merkittävästi. Puhdistamo toimi tarkkailutulosten perusteella koetoimintajakson aikana kokonaisuutena tarkastellen varsin hyvin. Loka-joulukuussa 215 koholla olleet lähtevän veden kiintoaine- ja fosforipitoisuudet johtuivat puhdistamon poikkeustilanteista. Lähtevä vesi on ajoittain ollut sameaa johtuen suhteellisen korkeasta ammoniumtypen nitrifikaatioasteesta ja liian alhaisesta kalkinsyöttömäärätä, joka on laskenut ph-arvon tavoitearvoa alhaisemmaksi. Koetoiminnan aikana puhdistamon toiminta on ollut nitrifikaation ja kokonaistypen poiston osalta hieman tehokkaampaa, kuin ennen koetoiminnan aloittamista keskimäärin. Maalis-toukokuussa kaikki kaatopaikan suotovedet johdettiin puhdistamolle ja tarkkailua tehtiin eri viikonpäiviä, jolloin saatiin kattavampaa ja luotettavampaa tietoa koetoiminnan vaikutuksista puhdistamon toimintaan. Kevätajan runsaista vuotovesistä ja siten keskimääräistä laimeammista ja kylmistä jätevesistä huolimatta puhdistamon toiminta oli tehokasta. Käyttötarkkailun keskimääräiset puhdistustulokset täyttivät kaikilta osin puhdistamon toiminnalle voimassa olevat lupavaatimukset. Myös tammi-huhtikuun keskimääräisten velvoitetarkkailutuloksien perusteella laitos on toiminut kaikkien sille asetettujen puhdistusvaatimusten mukaisesti. Taulukko 11. Puhdistamon lupavaatimukset sekä käyttötarkkailutulosten (Ramboll Finland Oy) ja velvoitetarkkailun (Kymijoen vesi ja ympäristö ry) mukaiset tulokset. 215 lupaehdot Käyttötarkkailu koko koetoimintaaika keskimäärin Käyttötarkkailu keskimäärin Velvoitetarkkailu I/216 BOD 7ATU 1 mg/l 7,6 mg/l 5,2 mg/l 5,8 mg/l ³ 95 % 95 % 96 % 95 % Fosfori,3 mg/l,42 mg/l,2 mg/l,27 mg/l ³ 95 % 92 % 96 % 94 % Kiintoaine 35 mg/l 7,1 mg/l 3,1 mg/l 2,6 mg/l ³ 9 % 96 % 98 % 99 % COD Cr 125 mg/l 39 mg/l 35 mg/l 34 mg/l ³ 75 % 9 % 9 % 91 % NH4-N* 19 mg/l 25 mg/l 26 mg/l 64 % 5 % 38 % Typpi** 32 mg/l 34 mg/l 36 mg/l (7 %) 36 % 31 % 13 % * Nitrifikaatioaste lasketaan lähtevän jäteden ammoniumtypen ja tulevan jäteveden kokonaistypen perusteella seuraavasti: (kok.n tuleva - NH4-N lähtevä) / kok.n tuleva * 1. ** Saavutettava alkaen. Siihen saakka 7 %:n poistoteho on tavoitteellinen. Vesistöön johdettavan jäteveden kokonaistyppipitoisuus saa olla poikkeuksellisia tilanteita lukuun ottamatta enintään 2 mg/l, kun veden lämpötila laitoksen biologisessa prosessissa on vähintään 12 C.

25 22 Koetoimintajakson aikana puhdistamolla esiintyi useita mm. laiterikoista johtuneita poikkeustilanteita, jotka merkittävästi vaikuttivat puhdistamon toimintaan ja heikensivät käsittelytehokkuutta sekä vaikeuttivat myös jossakin määrin Rajavuoren kaatopaikkavesien vaikutuksen arviointia. Poikkeustilanteet eivät johtuneet Rajavuoren kaatopaikkavesistä. Nitrifikaation inhibitiotutkimusten perusteella voidaan todeta, että Rajavuoren suotovedet aiheuttavat korkeissa pitoisuuksissa huomattavan suuren inhibition, mutta vastaavasti pienissä pitoisuuksissa, joka olisi normaalitilanne yhteiskäsittelyssä, vaikutus on kuitenkin niin pientä, että väljästi mitoitetulla aktiivilieteprosessilla on mahdollista saavuttaa lupaehtojen edellyttämä korkea typenpoistotehokkuus. Nitrifikaation inhibitio johtunee useiden eri aineiden ja/tai yhdisteiden yhteisvaikutuksesta. Tehokkaasti esi-ilmastettu suotovesi ei aiheuttanut nitrifikaation inhibitiota pitoisuudella 8 %, vaikka korkeammilla pitoisuuksilla inhibitiovaikutus oli huomattava. Tulosten hajonta eri tutkimuksissa oli kuitenkin niin suurta, että suositeltavaa olisi tehdä muutama lisätutkimus inhibition varmistamiseksi. Rajavuoren suotovedet lisäävät puhdistamon typpikuormaa niin paljon, että lupapäätöksessä vaadittua 7% reduktiota ja lähtevän veden typpipitoisuutta enintään 2 mg/l, kun prosessilämpötila on vähintään 12 C, ei käytännössä voida saavuttaa ilman lisähiiltä (esim. metanoli) ja aktiivilieteprosessin ilmastusallastilavuuden merkittävää laajennusta. Koetoimintajakson tulosten perusteella voidaan arvioida, että Rajavuoren kaatopaikkavedet soveltuvat laadun puolesta yhteiskäsittelyyn ja, että vedet on mahdollista käsitellä Sahaniemen puhdistamolla em. laitoksen saneeraus ja laajennus huomioiden kaikilta osin ympäristölupapäätöksessä vaaditulla tehokkuudella. Rajavuoren suotovesien vaikutukset Jyrängönvirtaan voidaan todeta olevan vähäiset. Purkuvesistön sekoittumisolosuhteet ovat hyvät ja suotovesien kuormitusosuus on pieni suhteessa puhdistamon kokonaiskuormitukseen.