NESTEMÄISTEN PÄÄSTÖJEN HALLINTA. Luennon sisältö. Nestemäisten päästöjen hallintatarve

Transkriptio

1 NESTEMÄISTEN PÄÄSTÖJEN HALLINTA Nestemäisten päästöjen hallintatarve Luennon sisältö Veden hankintaan liittyvä haaste Pohjavesien suojeleminen Pintavesien suojeleminen Pintavesiä kuormittavat tekijät ja niistä aiheutuvat ympäristövaikutukset Vesistöjen tila Suomessa ja maailmalla Vesijalanjälki Yhdyskuntien jätevedet Teollisuuden jätevesien määrä ja laatu Keskeisiä jäteveden laatua kuvaavia parametreja Jätevesien käsittelymenetelmiä Teollisuudessa ja yhdyskunnissa Haja-asutusalueilla 1

2 YMPÄRISTÖNSUOJELUN HAASTEITA Väestömäärän ennustettu kasvu aiheuttaa suuria haasteita Maankäytölle Vedenhankinnalle Luonnonvarojen ehtymisen välttämiselle Öljyvarojen riittävyydelle Terveellisten elinolosuhteiden saavuttamiselle Teollisuustuotannon ympäristövaikutusten hallinnalle Ilmastonmuutoksen hillitsemiselle Roskaantumisen ehkäisemiselle Toksisten yhdisteiden kertymisen ehkäisemiselle ravintoketjuihin Luonnon monimuotoisuuden säilyttämiselle VEDEN HANKINTAAN LIITTYVÄ HAASTE Vain alle yksi prosentti (~ 0,7 %) maailman kaikista vesivarannoista on ihmiskäyttöön soveltuvaa 97,5 prosenttia esiintyy ihmiskäyttöön soveltumattomassa muodossa merivetenä 2,5 prosentin makean veden osuudesta kaksi kolmasosaa on lukkiutuneena jäätiköissä tai jäänä ja lumena napojen ympärillä Aiemmin keskityttiin lähinnä vesien saastumiseen ja jätevesien käsittelyyn Tänä päivänä keskitytään yhä enemmän myös veden riittävyyteen LÄHDE: A special report on water, The Economist VEDEN HANKINTAAN LIITTYVÄ HAASTE Ainoastaan yhdeksällä valtiolla on 60 prosentin osuus käytettävissä olevista makean veden varannoista Kiinalla ja Intialla, joissa asuu yli kolmannes maapallon väestöstä, on käytössä alle 10 prosenttia maapallon käytettävissä olevista makean veden varannoista Kiinassa on henkilöä kohden käytettävissä oleva vesimäärä vain neljännes maailman keskiarvosta Kiinan pohjoisosissa henkilöä kohden käytettävä vesimäärä on noin neljännes eteläosaan verrattuna Pohjoisosissa tuotetaan suurin osa maissista, vehnästä ja vihanneksista Vuonna 2025 jopa 1,8 miljardia ihmistä asuu maissa tai alueilla, joissa on vakava vesipula 2 miljardin ihmisen veden tarpeen täyttämiseen tarvitaan 60 % lisää vettä 2

3 VEDEN KÄYTTÖ Käyttökelpoisesta vedestä 67 % käytetään maataloudessa Viidennes teollisuudesta Noin 10 % kotitalouksien ja kunnallisesta vedentarpeesta 40 % maailman ruoasta tuotetaan kasteluun perustuvilla pelloilla Teollisuuden kulutuksesta suurin osa johtuu lämpövoimalaitosten jäähdytystarpeesta Muita teollisuuden suurkäyttäjiä ovat öljyn poraus, öljyjalosteiden ja etanolin tuotanto ja vesivoiman tuotanto LÄHDE: A special report on water, The Economist VEDEN TUHLAAVA KÄYTTÖ Veden käyttö ei tee sitä kuitenkaan kelpaamattomaksi uudelleen käyttöön Tärkeintä onkin välttää maan pinnalta suoraan haihtuvan veden määrää kasvien hengitystoiminnan kautta haihtuvan veden määrää edellä mainituista yhdessä puhutaan evapotranspiraatiosta (ET) Jopa 60 prosenttia maahan osuvasta vedestä ja lumesta jää ottamatta talteen, koska vettä haihtuu maasta tai kasvien hengitystoiminnan kautta Lisäksi mereen tai suolavesikerrostumiin kulkeutunut vesi katsotaan menetetyksi uudelleen käytön kannalta katsottuna LÄHDE: A special report on water, The Economist VEDEN HANKINTA Pintavesi Raakavesi joesta tai järvestä Jokivedessä laadun vaihtelut suurempia Täytyy aina käsitellä ennen verkostoon pumppausta Pohjavesi Syntyy veden kierrossa veden imeytyessä maaperään Sulamisvedet, sadevedet Suotautuessaan maakerrosten läpi vesi puhdistuu 3

4 VEDEN KIERTO JA POHJAVESI LÄHDE: Veden varassa HS Teema 3/2009 POHJAVEDEN MUODOSTUMINEN LÄHDE: Veden varassa HS Teema 3/2009 POHJAVEDEN KÄYTTÖ 65% EU:n juomavedestä tuotetaan pohjavedestä Yhdysvalloissa pohjaveden otto on yli kaksinkertaistunut vuosien 1950 ja 2000 välisenä ajanjaksona Intia käyttää pohjavettä enemmän kuin mikään muu maa Pohjavedenotto vastaa yli neljännestä koko maailman pohjaveden kulutuksesta. Pohjaveden kulutus on kolminkertaistunut vuoden 1965 jälkeen muun muassa lisääntyneestä ruoan kysynnästä johtuen. 4

5 POHJAVESIESIINTYMIEN LIIKAKÄYTTÖ Monin paikoin pohjavesiesiintymät hupenevat, kun veden käyttömäärät ylittävät esiintymän täyttymisnopeuden Muun muassa ruoan tuotantotarpeen lisääntyminen johtaa pohjavesivarantojen ehtymiseen sekä niiden laadun heikkenemiseen Esimerkiksi Mexico Cityn ja sen lähialueen 20 miljoonaa asukasta saavat 70 prosenttia tarvitsemastaan vedestä pohjavesiesiintymästä, jonka on ennustettu ehtyvän 200 vuoden aikana Maa-ja kallioperässä luonnostaan olevien aineiden (kuten arseeni, fluoridi ja uraani) pitoisuudet pohjavedessä kasvavat 60% EU valtioista esiintyy pohjavesiesiintymien liikakäyttöä POHJAVESIESIINTYMIEN SÄILYTTÄMINEN Lähde: Jääskeläinen 2010 Rakennetun alueen hulevesien luonnonmukaiset käsittelymenetelmät tukevat alueen pohjavesien muodostumista etenkin soraharjuille rakennetuilla asuinalueilla. POHJAVESIESIINTYMIEN SUOJAAMINEN Pohjavedelle vaaraa aiheuttavia toimintoja: Maatalous Metsätalous Turvetuotanto Asutus Liikenne Teollisuus Maa-aineksen otto Puolustusvoimien toiminta Kaatopaikat o 20% EU:n pintavesiä uhkaa saastuminen 5

6 PINTAVESIEN KÄYTTÖÖN LIITTYVÄ HAASTE Lähes puolet maailman väestöstä on riippuvaisia joista ja järvistä makeanveden lähteenä Aikaisemmin ajateltiin luonnonvarojen riittävän tuotantoon loputtomiin ja että tuotannon jätteet ja päästöt voidaan sellaisenaan johtaa vesistöihin ja ilmaan Virtaava vesi pystyy osittain puhdistumaan, jos sitä on tarpeeksi Jokivettä puuttuu kastelun ja vesivoimaloiden takia HS PINTAVESIEN KÄYTTÖÖN LIITTYVÄ HAASTE 145 maata joutuu jakamaan vesivaroja naapurimaiden kanssa Vedestä on solmittu 300 kansainvälistä sopimusta viimeisen 60 vuoden aikana Vesikiistojen odotetaan lisääntyvän tulevaisuudessa UNDP:n mukaan viimeisen 60 vuoden aikana maailmassa on nähty 37 valtioiden välistä väkivaltaista yhteenottoa veteen liittyen HS PINTAVESIÄ KUORMITTAVAT TEKIJÄT Pistekuormitus Päästö katsotaan yhdestä pisteestä tapahtuvaksi Yhdyskuntien jätevedet Teollisuus Turvetuotanto Hajakuormitus Päästö syntyy monesta lähteestä ja laajalta alueelta samantyyppisesti 18% EU väestöstä kärsii veden kuormituksesta 6

7 PINTAVESIÄ KUORMITTAVAT TEKIJÄT Hajakuormitus Maatalous Metsätalous Turvetuotanto Haja-asutus Loma-asutus Hulevedet Laskeuma Vesiliikenne RAAKAVESILÄHTEET SUOMESSA Talousveden raaka-lähteenä käytetään makeaa vettä Pintavettä 39 % Pohjavettä 61 % (tekopohjavettä 11 %) Hyväkin vedenjakelujärjestelmä vaatii riittävän laajan varajärjestelmän kriisitilanteita varten. IHMISTOIMINTOJEN AIHEUTTAMIA HAITALLISIA VESISTÖMUUTOKSIA Rehevöityminen Happikato Happamoituminen Myrkyttyminen 7

8 REHEVÖITYMINEN Liian suuri ravinnepitoisuus aiheuttaa vesikasvien liiallista kasvua Erityisesti lähellä valaistua veden pintaa leijuvien levien kohdalla Kasvin ravinteet ovat yksinkertaisia epäorgaanisia yhdisteitä Ammoniumsuoloja, nitraatteja ja fosfaatteja ym. Vesiekosysteemeissa fosfaatit ovat rehevöitymisen kannalta merkittäviä yleensä yhden ravintoaineen puute rajoittaa levän kasvua REHEVÖITYMINEN JA HAPPIKATO Leväkerros ehkäisee valon pääsyn syvemmälle veteen, joten yhteyttäminen ja samalla hapen muodostuminen syvemmissä kerroksissa heikkenee seurauksena on hapen puute rehevöityneen vesisysteemin pohjalla, kun biologinen aines hajoaa vedessä jotkin rehevöitymisvaikutusta tarkastelevat mallit huomioivat myös biologisen tai kemiallisen hapenkulutuksen Maaperän rehevöityminen johtuu ilmassa olevien typen oksidien ja ammoniakin laskeumasta. HAPPAMOITUMINEN Happamoituminen on tavallisimmin seurausta happamoittavien aineiden laskeumasta Vesistöjen happamuutta lisäävistä aineista ovat yleisimmät rikkidioksidi (SO 2 ) sekä typen oksidit (NO ja NO 2 ) Alkaliniteetti kuvaa veden kykyä vastustaa ph:n eli happamuuden muutoksia Veden puskurikyky on riippuvainen valuma-alueen laadusta. Herkimpiä happamoitumiselle ovat vähäravinteiset ja kirkasvetiset metsälammet, joiden valuma-alue on kallioinen Rehevät, peltovaltaisen valuma-alueen ympäröimät vesistöt eivät ole alttiita happamoitumiselle. Veden happamuus vaikuttaa haitallisesti sekä vesikasvien että vesieläinten elintoimintoihin Kasvi- ja eläinplanktonien sekä pohjaeläinten määrä pienenee Kalojen ravinnonsaanti vaikeutuu 8

9 VESISTÖJEN TILA SUOMESSA Tällä hetkellä pääosa Suomen sisävesistä, on erinomaisessa tai hyvässä ekologisessa tilassa Ongelmana ovat lähinnä joet ja rannikon vesistöt. Rannikkovesien pintaalasta noin 60 prosenttia ja joista noin 40 prosenttia on vain tyydyttävässä, välttävässä tai huonossa kunnossa. Tavoite on, että vuonna 2015 vesien tila olisi hyvä yli 90 prosentissa järvistä, noin 70 prosentissa joista ja yli 40 prosentissa rannikkovesien kokonaisalasta Rannikkovesien tila on tarkoitus saada hyväksi viimeistään vuonna VESISTÖJEN TILA SUOMESSA Yhdyskunnat Lähes kaikkien Suomen taajamien jätevedet on käsitelty puhdistamoissa jo 1980-luvun puolivälistä lähtien. Lisätoimet koskevat ensisijaisesti paikallisia jätevedenpuhdistamoita korvaavien seudullisten laitosten rakentamista (kuusi puhdistamoa) ja siirtoviemäreiden rakentamista (1 100 kilometriä siirtoviemäriä). Puhdistamista tehostetaan etenkin typen osalta rannikon läheisyydessä sijaitsevilla puhdistamoilla. VESISTÖJEN TILA SUOMESSA Maatalous Suurimmat vesiensuojeluhaasteet maataloudessa Lannoituksen seurauksena vesistöihin huuhtoutuu helposti ravinteita esimerkiksi talvisin, kun pellolla ei ole kasvipeitettä. Noin viidennes peltoalasta esitetään pidettäväksi kasvipeitteisenä ympäri vuoden. Suojavyöhykkeitä esitetään noin hehtaarille. 9

10 VESISTÖJEN TILA SUOMESSA Maatalous Vesiensuojelutoimenpiteitä kohdennetaan kaikkein kuormittavimmille alueille ja lohkoille, esimerkiksi Suomenlahteen ja Saaristomereen laskevien vesistöjen valuma-alueille. Noin kaksi kolmasosaa nykyisistä pelloista tarvitsee jonkinlaisia vesiensuojelutoimia maatalouden ravinnepäästöjen hallitsemiseksi VESISTÖJEN TILA SUOMESSA Haja- ja loma-asutus Noin miljoona suomalaista asuu kiinteistöissä, joita ei ole liitetty vesihuoltolaitosten viemäriverkostoihin. Haja-asutuksen jätevesiasetuksen edellyttämät kiinteistökohtaiset jätevesiratkaisut ulottuvat vakinaisesti asuttuun kiinteistöön ja vapaa-ajan kiinteistöön VESISTÖJEN TILA SUOMESSA Teollisuus Häiriötilanteiden ennalta ehkäisyyn kiinnitetään erityistä huomiota. Onnettomuus- ja häiriötilanteiden varalle laaditaan riskienhallintasuunnitelmia ja ympäristöriskikartoituksia kehitetään erityisesti pienille ja keskisuurille teollisuusyrityksille. Tiedonvaihtoa parhaasta käyttökelpoisesta tekniikasta kehitetään 10

11 VESISTÖJEN TILA MAAILMALLA Yhdysvalloissa yli 40 % maan vesistöistä arvioidaan olevan vaarallisesti saastunut. Kiinassa valtion seurannassa olevista joista 43,2 % on annettu arvosana 4 tai huonompi Tämä tarkoittaa, että vesi ei sovellu ihmiskontaktiin EU-LAINSÄÄDÄNTÖ EU Water Framework Directive (2000/60/EC) List of Priority Hazardous Substances(COM(2001) 17 final) Groundwater pollution (COM(2003)550) Urban Waste water treatment directive (91/271/EEC) Drinking water Directive(98/83/EC) Bathing water quality (76/160/EEC) Sewage Sludge Directive(86/278/EEC) Nitrates Directive(91/676/EEC) Integrated Pollution Prevention and Control Directive (96/91/EC) VESIJALANJÄLKI Sininen vesi Haihdutetun pinta-tai pohjaveden tilavuus Kaikesta viljelyyn käytetystä vedestä 15 % on sinistä Ylikulutus ja kuivuminen voivat aiheuttaa suurta vahinkoa ekosysteemeille Vihreä vesi Haihdutetun sadeveden tai maaperään sitoutuneen veden tilavuus Kaikesta viljelyyn käytetystä vedestä 85 % on vihreää Kasteluun tulisi käyttää yhä enemmän vihreää vettä, jotta sinistä riittäisi ihmisten käyttöön Harmaa vesi Saastuneen veden tilavuus Myös likaantunut kasteluvesi lasketaan käytetyksi, vaikka se palaakin takaisin luontoon 11

12 VESIJALANJÄLKI Piilovesi Se vesimäärä, joka kuluu hyödykkeen tekoon aina raaka-aineen tuottamisesta ja jalostamisesta valmiin tuotteen pakkaamiseen ja kuljettamiseen asti Valtaosa piilovedestä syntyy esimerkiksi viljan viljelyssä Puuvillan piilovedestä noin 40 prosenttia on sinistä, 40 prosenttia on vihreää ja 20 prosenttia harmaata Piilovesitase kertoo, onko maa piiloveden nettotuoja vai viejä Ajatuksena on, että hyödykkeitä, joiden tuottaminen vaatii paljon vettä, pitäisi tuottaa runsasvetisillä alueilla ja ne pitäisi viedä vesipulan vaivaamille alueille Suuren vedentarpeen omaavien viljakasvien tuotanto biopolttoaineiden raakaainetarpeisiin tulisi keskittyä alueille, joissa vedestä ei ole niukkuutta VESIJALANJÄLKI Suomalaisten vesijalanjälki on keskimäärin 1727 kuutiometriä henkilöä kohden vuodessa Ainoastaan 54 kuutiometriä on talousvettä 41 prosenttia syntyy Suomen ulkopuolella eli on muiden valtioiden vettä Maailman ihmisten keskimääräinen vesijalanjälki on 1243 kuutiometriä henkilöä kohden vuodessa Kiinalaisten 700 kuutiometriä henkilöä kohden vuodessa Yhdysvaltalaisten 2483 kuutiometriä henkilöä kohden vuodessa vesijalanjälki JÄTEVESIPÄÄSTÖJEN PUHDISTUSVAATIMUKSIA Keskeisiä jäteveden laatua kuvaavia parametreja BOD COD Kiintoaine TSS Ravinteet AOX-päästöt 12

13 TEOLLISUUDEN JÄTEVEDEN LAATU TEOLLISUUS JÄTEVESILÄHDE HALLITSEVAT OMINAISUUDET Tekstiilit Kuitujen ja kankaiden keittäminen Erittäin alkalinen, värjätty, korkea BOD ja lämpötila, paljon suspendoitunutta kiintoainesta Kuiva pesu Liuotteiden käyttö puhdistuksessa Kondensoitunut, toksinen ja orgaanisia kaasuja Leipomot Virvoitusjuomat Sellu ja paperi Teräs Sementti Pannujen pesu ja rasvaus ja lattioiden pesu Pullojen pesu, lattioiden ja välineiden puhdistus, siirapin varastointi Keitto, hiertäminen, kuitujen pesu ja paperisellun lajittelu Hiilen koksaus, savukaasujen pesu, teräksen peittaus Sementin viimeistely hienonnus, pölypäästöjen keräys ja kontrollointi Korkea BOD, rasva, sokerit, jauhot ja pesuaineet Korkea ph ja BOD, paljon suspendoitunutta kiintoainetta Korkea tai matala BOD ja ph, väri, korkea suspensio, kolloidinen, liuenneet kiintoaineet ja epäorgaaniset täyteaineet Matala ph, hapot, syaani, fenoli, malmi, koksi, kalkkikivi, alkalit, öljyt, valssaushilse ja hienot kiintoaineet Kuumentunut jäähdytysvesi, kiintoaineet ja epäorgaaniset suolat BIOLOGINEN HAPENKULUTUS LÄHDE: Tchobanoglous 2004 KEMIALLINEN HAPENKULUTUS LÄHDE: Tchobanoglous

14 JÄTEVEDEN KOOSTUMUS - KIINTOAINE JÄTEVEDEN KOOSTUMUS - KIINTOAINE LÄHDE: Viessman & Hammer JÄTEVEDESSÄ OLEVIEN KIINTOAINEIDEN LUOKITTELU LUOKKA KUVAUS Kokonaiskiintoaine, TS Jätevesinäytteestä jäljelle jäänyt jäännös haihdutuksen jälkeen ( C) Haihtuva kokonaiskiintoaine, TVS Haihtumaton kokonaiskiintoaine, TFS Kiintoaine, TSS Haihtuva kiintoaine, VSS Jätevesinäytteestä hehkutuksessa (500 ± 50 C) haihtunut kiintoaines Jätevesinäytteestä jäljelle jäänyt jäännös hehkutuksen jälkeen Jätevesinäytteestä suodattimeen erottuneesta aineksesta jäljelle jäänyt jäännös haihdutuksen ja kuivauksen jälkeen Kiintoaineesta hehkutuksessa haihtunut kiintoaines Haihtumaton kiintoaine, FSS Kiintoaineesta jäljelle jäänyt jäännös hehkutuksen jälkeen 14

15 PARTIKKELIT JÄTEVEDENPUHDISTUKSESSA LÄHDE: Tchopanoglous TYPPI JÄTEVEDESSÄ LÄHDE: Tchobanoglous 2004 TYPPI JÄTEVEDESSÄ LÄHDE: Tchobanoglous

16 ORGAANISEN AINEKSEN JA AMMONIUMIN POISTAMISEN HAPENKULUTUS TYPPI JÄTEVEDESSÄ - NITRIFIKAATIO Typen poistoa jätevesistä tarvitaan, jos on huolta vesistöjen rehevöitymisestä pohjavettä täytyy suojella kohonneilta nitraattipitoisuuksilta Lisäksi nitrifikaatiota tarvitaan ammoniumtypen aiheuttamien haittavaikutusten ehkäisemiseksi vastaanottavassa vesistössä Hapen kulutuksen lisääntymiseltä Toksisuudelta kalojen suhteen FOSFORI JÄTEVEDEN PUHDISTUKSESSA 16

17 YHDYSKUNTIEN JÄTEVESIMÄÄRIÄ Saharan eteläpuolen Afrikassa käytetään 30 l/as/d Suomessa 155 l/as/d Pohjois-Amerikassa 330 l/as/d TEOLLISUUDEN JÄTEVESIPÄÄSTÖMÄÄRIÄ Teollisuus Tuote Jäteveden määrä tuotettua tuoteyksikköä kohden, m 3 Meijerit 1 m 3 maitoa 0,5-3 Teräksen tuotanto 1 t terästä 10 Rautatehtaat 1 t rautaa 22 Hiilen louhinta 1 t hiiltä 10 Sokeritehtaat 1 t sokerijuurikasta Tärkkelystehtaat 1 t perunoita 20 Panimot 1 m 3 olutta 20 Hedelmäsäilyketehtaat 1 t hedelmiä 35 Kartonkitehtaat 1 t kartonkia 40 Paperitehtaat 1 t paperia Sanomalehtipaperitehtaat, mekaaninen massan valmistus 1 t sanomalehtipaperia 8-10 Sellutehtaat 1 t selluloosamassaa Wastewater treatment plant = WWTP KUVA. Jätevedenpuhdistamon periaatekuva Välppä poistaa suurimmat jakeet jätevedestä Esikäsittelytoiminnot vaihtelevat jätevedenpuhdistamoissa. Raskaimmat jakeet poistetaan selkeyttimissä Biologinen puhdistus tapahtuu ilmastetuissa olosuhteissa Biomassa kasvaa Biomassa poistetaan jälkiselkeyttimessä Tertiäärinen puhdistusvaihe takaa korkealaatuisen veden tuotannon 17

18 JÄTEVESIEN KÄSITTELYTASOT KÄSITTELYTASO Esikäsittely Primäärikäsittely Kehittynyt primäärikäsittely Sekundäärikäsittely Sekundäärikäsittely ravinteiden poiston kanssa Tertiäärikäsittely Kehittynyt käsittely (advanced) KUVAUS Sellaisten epäpuhtauksien poisto, jotka voiva aiheuttaa kunnossapitotarvetta tai toiminnallisia häiriöitä puhdistusprosessissa Kiintoaineksen ja orgaanisen aineksen osittainen poisto Tehostettu kiintoaineksen ja orgaanisen aineksen osittainen poisto kemikaalilisäyksen tai suodatuksen avulla Biologisesti hajoavan orgaanisen aineksen, kiintoaineen poisto Biologisesti hajoavan orgaanisen aineksen, kiintoaineen ja ravinteiden poisto Jäljellä olevan kiintoaineksen aineksen poisto Normaalin biologisen käsittelyn jälkeen jätevedessä olevan liuenneen ja suspendoituneen aineksen poisto (veden kierrätysvaatimuksista aiheutuva) JÄTEVEDEN PUHDISTUKSESTA AIHEUTUVAT KUSTANNUKSET Jätevedestä aiheutuviin kustannuksiin vaikuttavat Puhdistusprosessin valinta (oma puhdistamo / yhteispuhdistus) Jätevesivirtojen suuruus Jätevesien laatu Hyödyllisten ainesosien palauttamisesta aiheutuvat kustannukset Puhdistusprosessi Lietteen käsittely Lietteen loppusijoitus ERI JÄTEVESIVIRTOJEN KÄSITTELY SAMALLA PUHDISTAMOLLA Kunnalliselle puhdistamolle johdettavat jätevedet, jotka poikkeavat määrältään tai laadultaan normaalista yhdyskuntajätevedestä, luokitellaan teollisuusjätevesiksi. Niiden johtamisesta kunnalliseen viemäriin tehdään aina erillisen teollisuusjätevesisopimus vesihuoltolaitoksen kanssa. Teollisuusjätevesistä voidaan periä korotettua jätevesimaksua, mikäli teollisuusjätevesien puhdistamisesta aiheutuu lisäkustannuksia määrällisestä vaihtelusta tai jäteveden ravinne-, kiintoaine- tai BOD arvot poikkeavuudesta johtuen. 18

19 MASSA Paperinvalmistus Tuorepastan joukkoon PAPERI HYÖDYLLISTEN AINESOSIEN PALAUTTAMINEN PROSESSIIN ENNEN PUHDISTUSTA Täyteaineeksi OptiCycle ultrasuodatus Pastaliete Atrex dispergointilaitteisto 32 /t ( t m/a) Lamelliselkeytin 20 /t ( t m/a) t m/a Lingot Kaatopaikka Kuljetus- ja kuormauskustannukset esimerkiksi 40 km 14 /t Soratien pintarakenne TUOTE Pastalietettä t m/a JÄTEVESIVIRTAUKSEN VAIHTELU LÄHDE: Tchopanoglous JÄTEVEDEN MÄÄRÄN JA LAADUN VAIHTELUIDEN HALLINTA Tasausallas Poikkeuksellisten määrä- ja laatuvaihteluiden hallinta ph, COD, BOD Varoallas Satunnaispäästöjen hallinta 19

20 ESIKÄSITTELY Esikäsittelyn tarkoitus on saada jätevesivirta sellaiseksi, että puhdistusprosessin myöhemmät vaiheet toimivat tehokkaasti Neutralointi Ravinteiden syöttö Jäähdytys Välppä FYSIKAALISET PUHDISTUSMENETELMÄT Välppäys Virtauksen tasaaminen Sekoitus ja flokkulointi Hiekanerotus Selkeytys Flotaatio Ilmastusjärjestelmät ETUSELKEYTIN Figure. The AF-Sed Clarifier from Aquaflow Ltd. (Edited. AquaFlow AF-Sed) Liete erotetaan painovoiman vaikutuksesta Veden sisään virtaus tapahtuu altaan keskeltä Ulos virtaus tapahtuu altaan reunoilta Liete poistetaan altaan keskeltä Kemikaalien avulla voidaan erotusta tehostaa 20

21 FLOTAATIO Figure. AF-Float unit (diameter from 5 to 22 meters) from AquaflowLtd. Veden sisään virtaus tapahtuu altaan keskeltä Paineilma ja vesi = dispersiovesi lisätään flotaatioyksikön keskeltä Ulos virtaus tapahtuu altaan reunoilta KEMIALLISET PUHDISTUSMENETELMÄT Koagulaatio Saostus Kemiallinen hapetus Neutralointi Kemikaalien varastointi ja syöttö BIOLOGISET PUHDISTUSMENETELMÄT Aerobiset menetelmät Aktiivilieteprosessi Biofilmiprosessi Mikrobikanta kiinnittyy ohuina kerroksina kantoaineen pinnalle Moving-bed biofilmreactors (MBBR) Kiinteää täytemateriaalia voidaan myös käyttää Rotaatiobiosuodin (tricklingfilter) Anaerobiset menetelmät 21

22 Puhdistusprosessi suspensiossa AKTIIVILIETEPROSESSI AKTIIVILIETEPROSESSI Ilmastusvaiheessa biologinen puhdistusprosessi tapahtuu mikro-organismien avulla Biologisen prosessin tehokkuuteen vaikuttavat monenlaiset tekijät Tärkeimpiä ovat Ravinteet Happipitoisuus ph Lämpötila Epäpuhtauksien biohajoavuus Haitalliset, inhiboivat sekä kasvua estävät aineet Biomassaa syntyy orgaanisen materiaalin puhdistusprosessissa 22

23 AKTIIVILIETEPROSESSI Merkittävimmät energiankulutukseen vaikuttavat tekijät puhdistamolle tulevan kuorman suuruus ilmastuksen tehokkuus jäteveden pumppausten tehokkuus jäähdytystarve. JÄLKISELKEYTIN Ilmastusvaiheessa tuotettu biologinen liete poistetaan jälkiselkeyttimessä Toiminta kuten etuselkeyttimellä, vaikkakin Tiivistinosa on leveämpi Altaan halkaisija on suurempi Veden sisään virtaus tapahtuu altaan keskeltä Ulos virtaus tapahtuu altaan reunoilta Liete poistetaan altaan keskeltä Puhdistusprosessi kantoaineessa 23

24 ANAEROBINEN BIOLOGINEN PUHDISTUSPROSESSI Prosessi voidaan jakaa kolmeen osaan: hydrolyysi, happokäyminen ja metaanin muodostus Hydrolyyttiset bakteerit pilkkovat proteiineja ja hiilihydraatteja pienimolekyylisiksi yhdisteiksi Asidogeeniseteli rasvanmuodostajabakteerit muuttavat em. yhdisteitä orgaanisiksi hapoiksi, alkoholeiksi, hiilidioksidiksi, vedyksi ja ammoniakiksi Asetogeeniset bakteerit muodostavat vetyä muuttaessa orgaaniset hapot ja alkoholitetikkahapoksi ja vedyksi Metanogeeniset bakteerit tuottavat metaania ja hiilidioksidia pääasiassa vedystä ja asetaatista ANAEROBINEN BIOLOGINEN PUHDISTUSPROSESSI TERTIÄÄRIKÄSITTELY Tertiäärisiä jätevedenkäsittelymenetelmiä saatetaan tarvita sellaisten orgaanisten yhdisteiden hajottamiseksi, joita ei voida biologisesti hajottaa fysikaaliskemiallisilla menetelmillä saadaan poistettua orgaaniset jäännösaineet flotaatio yhdessä saostus- ja flokkulaatioreaktioiden kanssa otsonointi ja muut erilaiset hapetusreaktiot membraanisuodattimet hiekkasuodatus 24

25 Case 1. Waste water treatment WWTP m 3 /d Small ( persons) municipal waste water treatment plant (= WWTP) The WWTP process begins from inflow pumping. The water amount varies during a day. From mixing tank the sludge is pumped to the Filter presses Case 1. Sludge handling In filter presses the wire clots are rotating and water is led to the wires for washing when rotating back to the beginning Water effluent from the WWTP can be used in the wire washing HAJA-ASUTUSALUEIDEN JÄTEVESIEN PUHDISTUS WC- JA HARMAIDEN VESIEN ERILLISKÄSITTELY MAAHANIMEYTTÄMÖ MAASUODATTAMO LAITE- ELI PIENPUHDISTAMO 25

26 Primääriliete Bioliete Sekaliete Mädätys Flokkaus Linkous Lipeälinjakäsittely Flokkaus Perinteinen mekaaninen puristus Turve Flokkaus CH 4 Biorakeistus (Eco Brahe) Terminen kuivaus Bioterminen kuivaus Perinteinen mekaaninen puristus Poltto Tuhka YHTEENVETO Väestömäärän kasvusta aiheutuu suuria haasteita vedenhankintaan liittyen Yhdellä jätevedenpuhdistamolle käsitellään useammasta lähteestä peräisin olevia jätevesiä Nestemäisiin päästöihin liittyvällä ympäristötekniikan opetuksella haetaan vastauksia mm. seuraaviin kysymyksiin Miten voidaan pohjavesien kuntoa suojella? Miten voidaan pintavesien kuormitusta pienentää? Millä keinoilla voidaan haittavaikutuksia pienentää? Miten hallitaan jätevedenpuhdistamon puhdistustehokkuutta erilaisissa muutostilanteissa, joissa useammasta lähteestä peräisin olevia jätevesiä käsitellään samalla laitoksella? Miten jätevedenpuhdistamoa käytetään energiatehokkaalla tavalla? Millä tavoin voidaan vesijalanjälkeen vaikuttaa? Kuinka suuren vaikutuksen pintavesiin tuotteiden valmistus aiheuttaa? Missä elinkaaren vaiheessa vesistöpäästöihin tulisi vaikuttaa ja millä tavoin? 26