Suure Laatu Nykytilanne Liittyjämäärä as Kasvuennuste % 17 % 22 % 25 % Virtaama, Q ka

Transkriptio

1

2

3

4

5 4 1 JOHDANTO Pirkanmaan keskuspuhdistamossa Sulkavuoressa tullaan käsittelemään seitsemän kunnan alueella muodostuvia yhdyskuntajätevesiä sekä sellaisia teollisuusjätevesiä, jotka nykyäänkin johdetaan käsiteltäväksi yhdyskuntajätevedenpuhdistamoille. Hankkeeseen osallistuvat kunnat ovat Tampere, Pirkkala, Lempäälä, Kangasala, Kuhmalahti, Vesilahti ja Ylöjärvi. Puhdistamon vesiprosessi sijoittuu kalliotiloihin ja lietteenkäsittely puhdistamon pihaalueelle maan päälle sijoittuviin rakennuksiin. Jätevesien johtaminen puhdistamolle ja puhdistettujen jätevesien purku vesistöön on esitetty erillisessä yleissuunnitelmassa (Pirkanmaan keskuspuhdistamon yleissuunnitelma, Sulkavuoren sijoituspaikka, Osatehtävä 2, Pää- ja purkulinjojen yleissuunnittelu, 2/15368, Ramboll Finland Oy). Puhdistamon prosessien tekniset ratkaisut perustuvat aikaisemmassa Pirkanmaan keskuspuhdistamon yleissuunnitelmassa laaditun prosessivertailun tuloksiin (Pirkanmaan keskuspuhdistamon yleissuunnitelman 1. vaihe, , , Pöyry Environment Oy). 2 MITOITUSKUORMITUS Lähtötietoina on käytetty Pirkanmaan keskuspuhdistamon vuonna 2009 valmistuneen laajempaa kokonaisuutta käsittelevän hankkeen yhteydessä koottuja lähtötietoja ( , , Pöyry Environment Oy, Pirkanmaan keskuspuhdistamon esisuunnitelma, Liite 1: Mitoitusperusteet). Puhdistamon vesiprosessin kuormitusennusteet on laadittu vuosille 2020, 2030 ja 2040 (Liite 1). Mitoituskuormitus edustaa vuoden 2040 tilannetta ja se on esitetty taulukoissa 2.1 a) ja b). Kuormituksessa on mukana Tampereen Viinikanlahden ja Raholan puhdistamoilla käsiteltävät jätevedet sekä jätevedet Pirkkalasta, Lempäälästä, Kangasalalta, Kuhmalahdelta, Vesilahdelta ja Ylöjärveltä, lukuun ottamatta Ylöjärven Kurun puhdistamoa. Taulukko 2.1 a) Pirkanmaan keskuspuhdistamon virtaamaennusteet vuosina 2020, 2030 ja 2040 Sulkavuoressa. Suure Laatu Nykytilanne Liittyjämäärä as Kasvuennuste % 17 % 22 % 25 % Virtaama, Q ka m 3 /d Virtaama, Q max m 3 /d Virtaama, q ka m 3 /h Virtaama, qmax m 3 /h Q max /Q ka 2,8 2,4 2,3 2,3 Ominaisvirtaama l/as

6 5 Taulukko 2.1. b) Pirkanmaan keskuspuhdistamon keskimääräinen ainekuormitus vuosina 2020, 2030 ja 2040 Sulkavuoressa. Suure Laatu Nykytilanne Liittyjämäärä as AVL-luku* g/as/d BOD 7 - kesk. kg/d g/as/d mg/l P kok - kesk. kg/d g/as/d 2,6 2,5 2,5 2,5 mg/l 8,3 8,2 8,3 8,5 N kok - kesk. kg/d g/as/d 14,8 14,4 14,3 14,3 mg/l SS - kesk. kg/d g/as/d mg/l *) BOD-ominaiskuorman 70 g/as/d perusteella laskettuna Keskuspuhdistamon lietteenkäsittely on mitoitettu siten, että puhdistamolla syntyvä lietemäärä on arvioitu aktiivilieteprosessissa (fosforin poisto rinnakkaissaostuksella) ja jälkisuodatuksessa syntyvän lietteen määränä. Esiselkeytyksen kiintoainereduktiona on käytetty 60 % poistumaa. Lietteenkäsittelyn mitoitus on esitetty taulukossa 6.1. Arvioon sisältyy varaus mahdollisesti muualta tuotavan (Akaa, Hämeenkyrö, Orivesi, Nokia ja Ylöjärven Kurun puhdistamo) puhdistamolietteen määrästä. Muualta tuotujen lietteiden osuus on noin 20 % koko lietemäärästä. Taulukko 2.2 Pirkanmaan keskuspuhdistamon keskimääräinen lietteenkäsittelyn kuormitus kg TS/d Sulkavuoressa Lietejae Kiintoaine esiselkeytyksestä Kemikaalisakka esiselkeytyksestä Bioliete (ylijäämälietteen poisto) Liete tertiäärikäsittelystä Yhteensä kg TS/d Varaus muilta puhdistamoilta tuleville lietteille ka.-% 20 % Yhteensä kg TS/d KÄSITTELYVAATIMUKSET Pirkanmaan keskuspuhdistamossa käsiteltävien jätevesien puhdistusvaatimuksena käytetään taulukossa 5.3 esitettyjä enimmäispitoisuuksia ja puhdistusvaatimuksia, typenpoistotehon osalta vuosikeskiarvona ja muiden suureiden osalta neljännesvuosikeskiarvona. Puhdistamoiden lupaehtojen kehitystä ei kyetä tarkasti ennakoimaan, mutta yleissuunnitelmavaiheessa esitetyt puhdistusvaatimukset vastaavat nykyisin suurille yli avl:n jätevedenpuhdistamoille esitettyjä puhdistusvaatimuksia. Lisäksi suunnittelussa varaudutaan puhdistetun jäteveden desinfiointiin ja esitetään ne toimenpiteet, joilla puhdistustulosta voidaan edelleen tehostaa, mikäli lupaehdot kiristyvät taulukon 3.1 vaatimuksista.

7 Taulukko 3.1 Pirkanmaan keskuspuhdistamon puhdistusvaatimukset 6 Suure Pitoisuus enintään mg/l Poistoteho vähintään % BOD 7atu 8 96 P tot 0,3 96 N tot - 70 NH 4 + -N 4-4 VESI- JA LIETEPROSESSIT Jätevesien ja lietteen käsittelyyn käytettävät prosessit on valittu aikaisemmin laaditun yleissuunnitelman 1. vaiheen prosessivertailussa (Pirkanmaan keskuspuhdistamon yleissuunnitelman 1. vaihe, , , Pöyry Environment Oy). Jätevesien käsittely perustuu esiselkeytykseen, kokonaistypenpoistoon mitoitettuun aktiivilieteprosessiin sekä tertiäärikäsittelynä hiekkasuodatukseen. Puhdistettu jätevesi varaudutaan desinfioimaan UV-käsittelyllä. Lietteenkäsittely perustuu lietteen mekaaniseen kuivaukseen, termiseen kuivaukseen ja polttoon laitosalueella. Lopputuotteen (tuhka) loppusijoitus hankitaan ostopalveluna. Ympäristövaikutusten arvioinnissa tarkastellaan myös lietteen mädätys ja mekaaninen kuivaus. Vaihtoehdon toteutus on esitetty liitteessä 2. Valitun laitoskokonaisuuden prosessit on esitetty lohkokaaviona liitteenä 3 ja mitoitus kappaleissa 5 ja 6. 5 VESIPROSESSIN MITOITUS 5.1 Tulopumppaamo Jätevedet johdetaan laitosalueelle tulotunnelissa, jonka pohjan korkeusasema Sulkavuoressa on tasolla + 37,0 m. Vesi johdetaan karkean välpän läpi pumppaamon imutilaan (pohjan korkeusasema + 34,5 m). Tulopumppaamossa on viisi pumppua, jotka nostavat jätevedet esikäsittelyyn tasolle + 88,2 m. Tulopumppaamon mitoitus on esitetty taulukossa 5.1.

8 Taulukko 5.1 Tulopumppaamon mitoitus 7 Tulopumppaus Laatu Suure Pumppaamon tuotto, q ka m 3 /h Pumppaamon tuotto, q max m 3 /h Pumppujen lukumäärä kpl 5 Joista varapumppuja q max tilanteessa kpl 1-2 Tuotto / pumppu m 3 /h Pumppujen sähköteho / kpl (arvio) kw 710 Pumppujen sähköteho yhteensä (arvio) kw Geodeettinen nostokorkeus m 50,5 Pumppukohtaisen paineputken koko (DN) mm 800 Virtausnopeus paineputkessa m/s 1,7 Kokonaisnostokorkeus (3000 m 3 /h) m 51,2 5.2 Esikäsittely Esikäsittely koostuu hienovälpästä ja ilmastetusta hiekanerotuksesta. Sekä hiekka että välpe pestään pesureissa, joissa syntyvät pesuvedet palautetaan vesiprosessiin. Pesty hiekka ja välppeet ohjataan erillisille lavoille poiskuljetettavaksi. Esikäsittelyyn toteutetaan sako- ja umpikaivolietteiden vastaanottoasema. Mitoituksessa varaudutaan vastaanottamaan kuormaa vuorokaudessa, yhden kuorman koko on noin 10 m 3. Esikäsittelyn mitoitus on esitetty taulukossa 5.2. Taulukko 5.2 Esikäsittelyn mitoitus Välppäys Laatu Kapasiteetti/ välppä m 3 /h Välppien lukumäärä kpl 4 Välpepesurit kpl 2 Välpelavat kpl Välppeen määrä tn/a 900 Hiekanerotus Laatu Tilavuus/yksikkö m Yksiköiden lukumäärä kpl 4 Kokonaistilavuus, V tot m Minimi viipymä, r min (q m ax ) min 6,4 Mitoitus viipymä, r mit (q biol.max ) min 9,7 Keskim. viipymä, r keskim. (q ka ) min 18,2 Hiekkapesurit kpl 2,0 Hiekkalavat kpl Hiekan määrä tn/a 200 Esikäsitelty vesi kootaan yhteen altaaseen, johon johdetaan myös ylijäämäliete, ja jaetaan tasan neljälle esiselkeytyslinjalle. Jako toteutetaan ylivirtausluukuilla.

9 5.3 Esiselkeytys Pirkanmaan keskuspuhdistamon yleissuunnitelma Sulkavuori 8 Esiselkeytys koostuu neljästä suorakaiteen muotoisesta esiselkeytysaltaasta. Esiselkeytysaltaissa on syvät lietetaskut, jotka toimivat raakasekalietteen tiivistiminä (kappale 6.1). Esiselkeytyksen mitoitus on esitetty taulukossa 5.3. Taulukossa on myös esiselkeytyksen mitoitustilanne, joissa selkeyttimille johdetaan hiekkasuodatuksen huuhteluvedet sekä lietteen mekaanisen kuivauksen rejektit. Ns. normaalin esiselkeytyksen ajon lisäksi esiselkeytystä voidaan ohittaa siten, että ohitusvesimäärä on enintään 30 % maksimivirtaamasta. Osittaisella ohituksella pyritään ohjaamaan biologiseen vaiheeseen enemmän orgaanista ainetta typenpoiston hiilen lähteeksi. Taulukko 5.3 Esiselkeytyksen mitoitus Esiselkeytys Laatu Tuleva jätevesi Tuleva jv. + ylijäämäliete Pinta-ala/allas m Altaiden lukumäärä kpl 4 Selkeytysaltaiden tilavuus yhteensä m Syvien lietetaskujen tilavuus m kokonaispinta-ala m Tuleva jv. + ylij. liete+ huuhteluvedet Em. + rejektit Sh (q biol. max ) m/h 2,3 2,4 2,5 2,9 Sh (q ka ) m/h 1,2 2,4 2,4 2,9 Sh (q max ) m/h 3,5 4,7 4,7 5,2 BOD-reduktio % 50 % N-reduktio % 5 % P-reduktio % 50 % SS-reduktio % 60 % 5.4 Esiselkeytetyn lietteen fermentointi Osa esiselkeytyksen lietetaskuihin kerättävästä raakasekalietteestä voidaan johtaa lietteen fermentointiin kahteen rinnakkain ajettavaan reaktoriin. Esiselkeytetyn veden ravinnesuhteita voidaan muuttaa biologiselle ravinteidenpoistolle edullisemmiksi fermentoimalla esiselkeytyksessä poistettua raakasekalietettä. Fermentaation ja sitä edeltävän hydrolyysin tuloksena muodostuu liukoisia orgaanisia yhdisteitä, jotka soveltuvat erityisen hyvin biologisen ravinteidenpoiston, tässä tapauksessa denitrifikaation hiilenlähteeksi. Näitä yhdisteitä voidaan kierrättää fermentoitavasta lietteestä takaisin esiselkeytykseen johtavaan kanavaan ja edelleen ilmastusaltaisiin. Fermentoinnin mitoitus on esitetty taulukossa 5.4.

10 Taulukko 5.4 Raakasekalietteen fermentoinnin mitoitus 9 Raakasekalietteen hydrolyysi Laatu Metanolia korvataan g/m 3 15 VFAta tarvitaan kgcod/d Lietteen VFA-potentiaali gcod/kgts 160 Fermentoitava kgts/d Sekalietettä yhteensä kgts/d % lietteestä 36 % Lietteen sakeus %TS 4,0 % Lietteen virtaama m 3 /d 363 Tavoitelieteikä max d 10 Kokonaistilavuus m Reaktoreja kpl 2 Tilavuus/allas m Veden jako Esiselkeytetty vesi jaetaan kokoojakanavan kautta käytössä oleville aktiivilietelinjoille. Huippuvirtaamien aikana osa jätevedestä voidaan johtaa biologisen vaiheen ohituskanavaan. Ohitusvesivirtaamaa säädetään luukuilla ja ohitusvesi johdetaan ohitusvesikanaa pitkin hiekkasuodattimille. 5.6 Biologinen käsittely Jätevesien biologinen käsittely tapahtuu neljälinjaisessa kokonaistypenpoistoon mitoitetussa aktiivilieteprosessissa. Aktiivilietealtaiden mitoitus on esitetty taulukossa 5.5.

11 Taulukko 5.5 Aktiivilietealtaan mitoitus 10 Ilmastus Laatu Mitoituslämpötila o C 8 Kokonaistilavuus m³ anoksinen m³ aerobinen m³ Syvyys m 12,0 Lietepitoisuus kg SS/m³ 5,0 Lietekuorma kg BOD/kg SS/d 0,06 kg N/kg SS/d 0,021 Tilakuorma kg BOD/m³ 0,28 kg N/m³ 0,106 Lieteikä max d 16 Viipymä q kesk h 10 q max h 6 Ilmamäärä, mit Nm 3 /h Ilmastuslinjat on jaettu väliseinillä lohkoihin siten, että ilmastamattomien lohkojen määrää voidaan säätää prosessiolosuhteiden, mm. lämpötilan ja kuormituksen mukaan. Kylmimpänäkin aikana aktiivilieteprosessin kokonaistilavuudesta 30 % voidaan pitää ilmastamattomana denitrifikaatiovaiheena. Altaan neljää ensimmäistä lohkoa voidaan ajaa joko ilmastamattomana denitrifikaatiolohkona tai ilmastettuna nitrifikaatiolohkona. Kolmea seuraavaa lohkoa pidetään aina ilmastettuna. Viimeistä pienempää kaasunpoistolohkoa sekoitetaan liuenneen kaasun poistamiseksi lietteestä ennen jälkiselkeytystä. Taulukossa 5.6 on esitetty lohkojako eri vuodenaikojen ajotapoina. Taulukko 5.6 Aktiivilieteprosessin ajotavat eri lämpötiloissa, (V = tilavuus) Lämpötila Ilmastetut lohkot Sekoitetut lohkot Tavoitelieteikä Metanoli C kpl V, m 3 kpl V, m 3 kokonais, d aerobinen, d g/m , , , > Ylijäämäliete poistetaan omilla pumpuilla jokaisesta aktiivilietelinjasta ja johdetaan esiselkeytyksen alkuun. 5.7 Jälkiselkeytys Aktiivilietealtaista liete ja jätevesi johdetaan linjakohtaisesti neljään parialtaina toteutettuihin jälkiselkeytyslinjaan. Jälkiselkeytysaltaiden lietetaskut ovat keskellä allasta ja liete johdetaan altaaseen altaan alkupäästä. Palautusliete pumpataan lietetaskuista ilmastusaltaiden alkuun linjakohtaisesti. Palautusliete voidaan ohjata venttiilijärjestelyin myös ristiin eri linjojen välillä. Jälkiselkeytysaltaiden mitoitus on esitetty taulukossa 5.7.

12 Taulukko 5.7 Jälkiselkeytysaltaiden mitoitus 11 Jälkiselkeytys laatu Pinta-ala/allas m Parialtaiden lukumäärä kpl 4 Kokonaispinta-ala m Kokonaistilavuus m Sh (q biol.max) m/h 1,03 Sh (q ka) m/h 0, Hiekkasuodatus Selkeytetty vesi kootaan yhteen kanavaan ja johdetaan hiekkasuodattimille. Biologisen vaiheen ohitustilanteessa selkeytettyyn veteen sekoittuu ohitusvesiä ja kaikki vedet jaetaan tasan hiekkasuodattimille. Hiekkasuodattimien huuhteluvedet johdetaan huuhteluvesien tasausaltaiden kautta esiselkeytykseen. Hiekkasuodattimien mitoitus on esitetty taulukossa 5.8. Taulukko 5.8 Hiekkasuodattimien mitoitus Hiekkasuodatus laatu Pinta-ala/suodatin m 2 50 Suodatinyksiköiden lukumäärä kpl 16 Kokonaispinta-ala m Kokonaistilavuus m Sh (q biol.max) m/h 9 Sh (q ka) m/h 5 Sh (q max ) m/h Ylijäämälietteen poisto Ylijäämäliete poistetaan omilla pumpuilla jokaisesta aktiivilietealtaasta ja johdetaan esiselkeytysaltaiden alkuun jakoaltaaseen. Aktiivilietealtaiden nopeaa tyhjennystä varten liete ja vesi voidaan poistaa linjakohtaisesti painovoimaisesti tulotunneliin Kemikalointi Fosforin saostus Jäteveden liukoinen fosfori saostetaan ferrosulfaatilla rinnakkaissaostuksena. Ferrosulfaatti syötetään normaalitilanteessa esikäsittelyn alkuun ennen ilmastettua hiekanerotusta virtaamaohjatusti. Poikkeustilanteissa voidaan fosforin saostumista tehostaa kolmenarvoisen saostuskemikaalin (esim. ferrisulfaatti) syötöllä. Ferrisulfaatti voidaan ohjata omilla syöttöpumpuilla ilmastusaltaiden loppuun tai hiekkasuodattimille johtavaan kanavaan. Biologisen vaiheen ohittavaan virtaamaan syötetään saostuskemikaalia jo esikäsittelyn yhteydessä. Saostuskemikaalien liuotusvetenä käytetään teknistä vettä. Ferrosulfaatin ja ferrisulfaatin syöttö on esitetty taulukossa 5.9.

13 Taulukko 5.9 Fosforin saostuksen mitoitus 12 Esikäsittelyyn Laatu Fosforikuorma kg/d 806 Moolisuhde molfe/molp 1,4 Kemikaalin rautapitoisuus gfe/gfeso 4 *7H 2 O 17,50 % Raudan tarve kgfe/d FeSO 4 -kulutus kgfeso 4 /d FeSO 4 -annostus normaalisti gfeso 4 /m FeSO 4 -kulutus keskim kgfeso 4 /h 483 FeSO 4 -kulutus max kgfeso 4 /h 904 FeSO 4 -annostus max virtaamalla gfeso 4 /m 3 80 Kulutus vuodessa tn/a Hiekkasuodatukseen Laatu Fosforireduktio kg/d 19 Moolisuhde molfe/molp 1,0 Kemikaalin rautapitoisuus gfe/gpix 12 % Raudan tarve kgfe/d 34 PIX-kulutus kgpix/d 300 PIX-annostus normaalisti gpix/m 3 3 PIX-kulutus keskim kgpix/h 13 PIX-kulutus max kgpix/h 36 PIX-annostus max virtaamalla gpix/m 3 8 Kulutus vuodessa tn/a Alkalointi Nitrifikaation vaatimana alkalointikemikaalina laitoksen esiselkeytettyyn veteen syötetään soodaa. Soodan syötön etuina kalkkialkalointiin verrattuna voidaan pitää laitteiston vähäisempää huoltotarvetta (kalkkilaitteistoissa merkittäviä tukkeutumisongelmia) sekä sitä, ettei sooda muodosta lietteeseen kalkin tavoin sakkaa. Soodan syötön mitoitus on esitetty taulukossa Taulukko 5.10 Alkalointikemikaalin syöttö Alkalointikemikaali Laatu Na 2 CO 3 Annostus keskimäärin g/m 3 40 Annostus, maksimi g/m 3 50 Kulutus, keskimäärin kg/d kg/h 158 Kulutus, maksimi kg/h 198 Konsentraatio käyttöliuoksessa % 5 % Kemikaalipumpun kapasiteetti l/h Kulutus vuodessa tn/a Lisähiilen syöttö Riittävän, denitrifikaation tarvitseman orgaanisen aineen turvaamiseksi esiselkeytettyyn veteen varaudutaan syöttämään metanolia lisähiilen lähteeksi. Metanolin syötön mitoitus on esitetty taulukossa Suurin metanolin tarve on alhaisissa lämpötiloissa.

14 13 Kalliotiloihin sijoittuvassa metanolisäiliössä varastoidaan alle 10 % metanoli, joka voidaan laimeuden takia sijoittaa kalliotiloihin ilman räjähdysriskiä. Samaan yhteyteen rakennetaan vastaavan kokoinen toinen säiliö muulle, esimerkiksi elintarviketeollisuudesta peräisin olevalle lisähiilen lähteelle. Säiliöt ovat tilavuudeltaan 50 m 3. Taulukko 5.11 Lisähiilen syötön mitoitus Metanolin syöttö Laatu Annostus keskimäärin g/m 3 10 Annostus, maksimi g/m 3 42 Kulutus, keskimäärin kg/d 950 kg/h 40 Kulutus, maksimi kg/h 166 Konsentraatio käyttöliuoksessa % 10 % Kemikaalipumpun kapasiteetti l/h Kulutus vuodessa tn/a 350 Säiliön viipymä d 5, Lämpöpumppulaitoksen kemikaalien tarve Mikäli puhdistamon kalliotiloihin sijoitetaan Tampereen Sähkölaitoksen lämpöpumput lämpöenergian talteen ottamiseksi puhdistetusta jätevedestä, tarvitaan lämpöpumppulaitokselle seuraavia kemikaaleja: kylmäaineena ammoniakkia noin kg, kertahankinta, ei vuosikulutusta vaihtoehtoisena kylmäaineena HFC, joka on otsonikerrokselle haitaton fluorihiilivety, esim. R134a, jolla on kuitenkin merkittävä ilmastovaikutus. Tämän aineen kertahankintamäärä on noin kg, ja vuosikulutus noin 0,1 % määrästä tarvittava voiteluöljyjen määrä on noin 4 tonnia 5.11 UV-desinfiointi Hiekkasuodatettu jätevesi johdetaan kaksilinjaiseen lähtevän veden kanavaan ja molempiin linjoihin asennetaan UV-laitteisto lähtevän jäteveden hygieenisen laadun parantamiseksi. Yksi laite riittää keskimääräisen virtaaman aikana käsittelemään koko vesimäärän, jolloin toisen laitteiston huoltotyö on helppo toteuttaa. UV-käsittelyn jälkeen puhdistettu jätevesi täyttää uimavesidirektiivin vaatimukset. UV-laitteiston mitoitus on esitetty taulukossa Käytettävistä desinfiointimenetelmistä on laadittu prosessivertailu aikaisemman yleissuunnitelman 1. vaiheessa (Pirkanmaan keskuspuhdistamon yleissuunnitelman 1. vaihe, , , Pöyry Environment Oy), jossa veden UV-läpäisevyytenä käytettiin 65 %. Taulukko 5.12 UV-laitteiston mitoitus UV-desinfiointi laatu Laitteiden lukumäärä kpl 2 Kanavan pituus m 9 Kanavan leveys m 1,3 Kanavan syvyys m 1,2 UV-annos J/m 2 470

15 5.12 Turbiini Pirkanmaan keskuspuhdistamon yleissuunnitelma Sulkavuori 14 Puhdistamon korkeusaseman ja purkuvesistön pinnan korkeuden välinen ero on Sulkavuoressa niin pieni, ettei turbiinin hankinta purkukuilun yhteyteen tässä kohteessa ole kannattavaa. 6 LIETTEENKÄSITTELYPROSESSIN MITOITUS 6.1 Lietteen gravitaatiotiivistys Puhdistamon ylijäämäliete poistetaan raakasekalietteenä esiselkeytysaltaiden syvistä, hämmentimin varustetuista lietetaskuista. Laskennassa käytetyt lietemäärät on esitetty taulukossa 2.2. Lietetaskuissa tapahtuvan tiivistyksen mitoitus on esitetty taulukossa 6.1. Taulukko 6.1 Lietteen gravitaatiotiivistys esiselkeytysaltaiden lietetaskuissa TIIVISTETYN LIETTEEN MÄÄRÄ Maksimi Keskimäärin Lietetaskujen lukumäärä kpl 8 8 Lietetaskujen tilavuus, yhteensä m Viipymä h Lietettä tiivistykseen kg TS/d Saanto tiivistyksessä % 98 % 95 % Tiivistetyn lietteen määrä yhteensä kg TS/d Tiivistetyn lietteen sakeus % 3,5 % 3,5 % Tiivistetyn lietteen virtaama m 3 /d Lietteen pumppaus Tiivistetty liete pumpataan kalliotiloista maanpäällisiin tiloihin, jossa liete kuivataan mekaanisesti. Lietteen pumppauksen mitoitus on esitetty taulukossa 6.2. Taulukko 6.2 Lietteen pumppauksen mitoitus Tiivistetyn lietteen pumppaus Maksimi Keskimäärin Tiivistetyn lietteen määrä m 3 /d pumppausaika h kapasiteetti m 3 /h Pumppujen lukumäärä kpl 3 2 kapasiteetti/pumppu m 3 /h Ulkopuolisten lietteiden vastaanotto Puhdistamon lietteenkäsittelyyn varaudutaan ottamaan vastaan linkokuivattua lietteitä myös muilta puhdistamoilta, mm. Akaasta, Hämeenkyröstä, Nokialta, Orivedeltä ja Ylöjärven Kurun puhdistamoilta (taulukko 6.3). Liete vastaanotetaan puhdistamolla linkorakennuksessa sijaitsevaan vastaanottoaltaaseen (100 m 3 ), josta se siirretään lietteen termisen kuivauksen rakennukseen. Siirtoon käytettään samaa kuljetinta, jolla linkorakennuksesta siirretään puhdistamon oma liete termiseen kuivaukseen.

16 Taulukko 6.3 Lietteen vastaanotto 15 Lietteen vastaanotto Keskimäärin Lietteen määrä (20 %) kg TS/d m 3 /d 55 Vastaanottosäiliön koko m Lietteen mekaaninen kuivaus Lietteen kuivattavuuden tehostamiseksi lietteeseen sekoitetaan polymeeriä automaattisella polymeerin valmistuslaitteistolla. Polymeerin valmistuksessa käytetään lämmitettyä talousvettä. Polymeeriliuos annostellaan kyytivedellä laimennettuna (loppuväkevyys 0,1 %) linkokuivaukseen. Polymeroitu liete pumpataan linkokuivaukseen ja kuivattu liete välivarastoidaan kahteen lietesiiloon. Siiloista liete siirretään hihnakuljettimella termisen kuivauksen ja polton rakennukseen. Siiloista on myös purkumahdollisuus lieterekkoihin. Kuivauksessa syntyvät rejektivedet johdetaan painovoimaisesti esiselkeytysaltaaseen. Lietteen mekaanisen kuivauksen mitoitus on esitetty taulukossa 6.3. Taulukko 6.4 Lietteen mekaanisen kuivauksen mitoitus Lietteen mekaaninen kuivaus Maksimi Keskimäärin Koneiden määrä, käyttö kpl 3 2 Varakone kpl 0 1 käyntiaika h käytössä olevien koneiden käynti % maksimikapasiteettiin verrattuna, jos käyntiaika 22 h % 100 % 100 % hydraulinen kapasiteetti / kone m 3 /h kiintoainekapasiteetti / kone kg TS/h erotusaste % 95 % 95 % kiintoaine, kuivattu liete kg TS/d kiintoaine, rejektivesi kg TS/d Kuivatun lietteen ka.pit. % 25 % 28 % Kuivatun lietteen määrä m 3 /d Rejektiveden määrä m 3 /d Autom. polymeerinvalmistuslaitteisto Maksimi Keskimäärin Polymeerin annostelu kg / tn TS 8 5 laskettu mitoituslietemäärä kg TS/d kg TS/h Polymeerin tarve kg/h 23,8 8,5 Polymeeriliuoksen väkevyys % 0,5 % 0,5 % Polymeeriliuoksen tarve m 3 /d

17 6.5 Lietteen siilovarastointi Pirkanmaan keskuspuhdistamon yleissuunnitelma Sulkavuori 16 Mekaanisesti kuivattu liete välivarastoidaan kahteen lietesiiloon, joista se voidaan johtaa hihnakuljettimilla lietteen termisen kuivauksen ja polton rakennukseen. Siilojen ja lietekuljettimien mitoitus on esitetty taulukossa 6.4. Taulukko 6.5 Lietteen siilovarastoinnin mitoitus Lietteen välivarastointi Maksimi Keskimäärin kuiva-ainepitoisuus % 25 % 28 % lietteen määrä m 3 /d m 3 /h 12 6 Siilojen tilavuus m määrä kpl 3 3 tilavuus / siilo m siilon halkaisija m 6,5 6,5 siilon korkeus m 5 5 Varastokapasiteetti d 2,1 4,0 Hihnakuljetin Maksimi Keskimäärin hydraulinen kapasiteetti m 3 /h 14 9 Lietteen loppusakeus % 25 % 28 % 6.6 Lietteen terminen kuivaus ja poltto Lietteen termiseen kuivaukseen johdetaan mekaanisesti kuivattua lietettä. Liete pumpataan termiseen kuivaukseen prosessin prosessitoimitukseen sisältyvillä lietepumpuilla. Termisessä kuivauksessa lietteeseen mekaanisen kuivauksen jälkeen jäänyt vesi poistetaan haihduttamalla. Lietteen termisen kuivauksen ja polton mitoitus perustuu prosessitoimittajien mitoitukseen. Alustava prosessimitoitus pääkomponenttien osalta on esitetty taulukossa 6.5. Laitos koostuu yksilinjaisesta termisestä kuivauksesta. Rumpukuivaimelle menevään lietteeseen sekoitetaan jo termisesti kuivattua lietettä tasaisen kuivauksen takaamiseksi. Termisen kuivauksen energian lähteenä käytetään lietteen poltossa syntyvää lämpöenergiaa. Termisesti kuivatun lietteen korkea kuiva-ainepitoisuus mahdollistaa kompaktin polttoyksikön rakentamisen termisen kuivauksen yhteyteen. Kuivauksesta syntyvät haisevat ilmamassat sekä muut jätevedenpuhdistamolla syntyvät haisevat ilmamassat voidaan ohjata polttoyksikköön, jolloin erillistä hajukaasujen käsittelyä ei tarvita. Poistoilma ohjataan yhdessä puhdistamon muun poistoilman kanssa piipun kautta ilmakehään. Laitoksen käynnistyksen yhteydessä lisäenergiana voidaan käyttää esimerkiksi maakaasua, jonka tarve on noin m 3 /käynnistys tai vaihtoehtoisesti kevyttä polttoöljyä kg/käynnistys. Kylämäseisokin jälkeinen käynnistysaika on h. Termisesti kuivattu liete kerätään siiloon, josta se syötetään polttoyksikköön. Lietteen poltossa syntyvä pohjatuhka kerätään siiloon ja kuljetetaan loppusijoitettavaksi tai hyödynnettäväksi.

18 Taulukko 6.6 Lietteen termisen kuivauksen ja polton mitoitus 17 Lietteen terminen kuivaus Laatu Mekaanisesti kuivattu liete kg/h Kuiva-ainepitoisuus % 25 % Kuiva-ainemäärä kg TS/h Kuivattu liete Kuiva-ainepitoisuus % 94 % Tiheys kg/m m 3 /d Haihdutettu vesi kg/h Jäähdytysveden tarve m 3 /h 150 Syntyvän kondenssiveden määrä m 3 /h 15 Lietteen poltto Laatu Termisesti kuivattu liete kg/h Lämpöarvo kj/kg TS Orgaanisen aineen pitoisuus % 60 Syntyvän tuhkan määrä kg/h Tiheys kg/m m 3 /d PUHDISTAMON ENERGIATASE Puhdistamon koneiston ja ilmanvaihdon ja valaistuksen yhteenlaskettu energian kulutus on noin 30,8 GWh/a, josta tulopumppauksen osuus on 20 %. Puhdistamon lämmitysenergiana hyödynnetään lietteen termisen kuivauksen ja polton laitoksen lauhdelämpöä. Laitoksen yhteyteen on suunniteltu Tampereen Sähkölaitoksen tilat lämmön talteen ottamiseksi puhdistetusta jätevedestä kaukolämpöverkon tarpeisiin. Kalliotiloihin sijoittuvan lämpöpumppulaitoksen tehoksi on arvioitu yksi 20 MW:n ja yksi 9 MW:n lämpöpumppu. Puhdistamolla on mahdollista tehostaa lämmön talteenottoa edelleen termisen kuivauksen ja polton laitoksen lauhdevedestä sekä poistoilmasta, mikäli sopiva kohde lämmön hyödyntämiselle löytyy. Puhdistamon energiatase on esitetty taulukossa 7.1. Taulukko 7.1 Puhdistamon energiatase Kulutus/tuotto GWh/a Sähkön kulutus 30,8 Lämmönkulutus 4,0 Lämmön tuotanto 27,8 Ostosähkön tarve 30,8 Hukkalämmön määrä 23,8

19 8 SIJOITUSPAIKAN KALLIOPERÄ Tutkimukset Rakennusgeologinen kartoitus Sulkavuori on ympäristöstä selvästi kohoava kalliomäki, joka nousee tasolta +120 korkeimmillaan tasolle Kalliomäen päällä ja itäreunalla kallio on paljastuneena; länsireuna on lohkareiden ja irtomaan peitossa. Sulkavuori rajoittuu GTK:n heikkousvyöhyketulkinnan mukaan kaakkoluodesuuntaisten ja koillinenlounaissuuntaisten paikallisten heikkousvyöhykkeiden väliin. Sulkavuoren alueella kalliopaljastumakartoituksen perusteella kivilajeina vuorottelevat suuntautunut kiillegneissi ja massamainen granodioriitti / graniitti. Yleisin rakoilu on koillinen-lounaissuuntainen, joka on myös liuskeisuuden suunta. Paljastumakartoituksissa rakotiheys vaihtelee pääasiassa harvarakoisesta vähärakoiseen. Erityisesti mäen reunaosille tyypillistä on portaittaisuus, mikä kertoo vaaka-asentoisesta rakoilusta. Alueella havaittiin myös noin pohjois-eteläsuuntaista rakoilua. Sulkavuoren länsireunalla on kallioleikkaus, jossa havaittiin kaksi 1-5 metriä leveää noin koillinen-lounassuuntaista rikkonaisuusvyöhykettä. Vyöhykkeissä rakoilu oli tiheää. Vyöhykkeet voivat ulottua kalliotilaan saakka. Vyöhykkeiden sijainnit ja suunnat on esitetty liitekartalla Porakonekairaukset Sulkavuoren alueen kalliopintaolosuhteiden tutkimiseksi laadittiin keväällä 2010 tutkimusohjelma, joka sisälsi 48 kpl porakonekairauksia. Näistä 5 kpl oli laitostasolle ulottuvia syviä reikiä, joista teetettiin myös digitaaliset kuvantamiset kalliolaadun ja tilojen rakennettavuuden selvittämiseksi. Kalliotutkimuksilla haettiin mahdollisia linjauksia ajotunneleille sekä haettiin kallioresurssin rajoja etenkin laitosalueen itä- ja eteläreunoilta. Marraskuussa 2010 teetettiin lisäksi 5 kpl porakonetutkimuksia laitoksen pohjoispuolella. Näillä tutkittiin mahdollisen lämpöpumppulaitoksen sijoittamismahdollisuutta puhdistamon yhteyteen. Alueella oli aikaisemmin tehty muutamia porakonekairauksia sekä alueen itäpuolella ns. keveitä maaperätutkimuskairauksia. Tutkimuksissa todettu kalliopinnan korkeusasema laitosalueella Kuvassa 8.1 on esitetty pohjatutkimusten ja kalliopaljastumatietojen perusteella laaditun kalliopintamallin mukainen kalliopinnan korkeusasema laitosalueella. Laitoksen prosessihallit sijoittuvat korkeustasolle Kuvasta on havaittavissa, että tutkimusten perusteella kalliokaton paksuus on laitoksen alueella riittävä tilojen rakentamiseksi. Tutkimuksissa todettiin Sulkavuoren eteläpuolella (entinen kaatopaikka-alue / nykyinen Pelastuslaitoksen harjoitusalue) huomattava kalliopainanne. Painanteen kohdalla on mahdollinen kallion heikkousvyöhyke, joten mäen eteläreunan kalliomassaan ei ole

20 19 suunniteltu suuria prosessihalleja. Nostokuilun alapuolelle johtava ajotunneli on linjattu em. alueen kautta. Kyseinen tunneli kulkee kuitenkin yli 40 metriä arvioidun kalliopinnan alapuolella, joten sen linjaus on louhintatöiden kannalta toteuttamiskelpoinen. Vanhan kaatopaikan alueella tehdyissä tutkimuspisteissä havaittiin kairatessa jätekerroksia sekä metaaniin viittaavia hajuja Kuva 8.1 Kalliopinnan korkeusasema laitosalueella Syvien porakonereikien kuvantaminen Syvistä porakonerei istä teetettiin digitaaliset kuvantamiset, joiden tulokset ja tulkinnat on esitelty Suomen Malmi Oy:n toimittamassa erillisessä raportissa. Kuvantamisessa reiät on valokuvattu ja kuvien perusteella rei istä on tulkittu mm. kivilaji, rakoilu ja heikkousvyöhykkeet. Syvien porakonekairausten kuvantamisen perusteella kalliomäen kohdalla kallionpinnasta noin tasolle +115 rakoilu vaihteli vähärakoisesta runsasrakoiseen, pois

21 20 lukien muutama kapea rikkonaisuusvyöhyke. Avointa rakoilua esiintyy yleisesti em. tasolle saakka. Avointen rakojen alueella havaittiin suuria vesimenekkejä. Selvityksen perustella syvemmällä rakoilu on pääasiassa harva-vähärakoista mutta paikoin raot ovat vesimenekkikokeiden perusteella avoimia. Kallio on mäen reunaosilla todennäköisesti rakoilleempaa. Avonaiset ja murutäytteiset raot ovat tulosten perusteella pääasiassa vaaka-/loivaasentoisia (kaade 0-30 astetta). Kairauksissa havaitut rikkonaisuusvyöhykkeet ovat valtaosin joko loiva-asentoisia tai kaakko-luodesuuntaisia ja kaateeltaan 40 astetta lounaaseen. Koska porakonekairaukset ovat pystyasentoisia, niillä saadaan hyvin kiinni vaaka-loivaasentoiset raot ja rikkonaisuusvyöhykkeet, mutta huonommin mahdolliset pystyasentoiset rakenteet. Syvien porakonereikien kuvantamistulosten mukaan kalliotilat ovat rakennettavissa suunniteltuun korkeusasemaan. Tutkimuspistetiheys on kuitenkin laitosalueen laajuuteen nähden pieni. Suunnittelija suosittelee jatkotutkimuksia kallionäytekairauksin ennen varsinaisen rakennussuunnittelun aloittamista Arvio jatkotutkimusten tarpeesta Ennen rakennussuunnittelua tulee teettää kairausohjelma, jossa on mukana kallion jännitystilamittauksia. Samalla saadaan lisätietoa kivilaadusta ja kallion rakennettavuudesta laitostasolla. Tiedot auttavat ennakoimaan mm. lujitus- ja tiivistystarvetta rakennussuunnittelun aikana. Kairaukset voidaan toteuttaa kallionäytekairauksina ja syvinä porakonekairauksina. Porakonekairauksilla suoritettavia kalliopinnan varmistuksia tulee tehdä ajotunneleiden suuaukkojen ja kuilujen kohdalta. 9 PUHDISTAMON TOTEUTUSTAPASELOSTUS 9.1 Puhdistamon sijainti Puhdistamo sijaitsee Tampereella Sulkavuoressa Helsinki Tampere ja Jyväskylä- Vaasa teiden risteyksen koillisneljänneksessä. Maanpäällisten tilojen ja kalliotilojen sijoittuminen on esitetty asemapiirustuksessa 16WWE ja piirustuksessa 16WWE Alue on merkitty OYK:n ehdotuksessa maiseman ja luonnonhoitoalueeksi varatuksi lähivirkistysalueeksi (VLM-1). Virkistysalueella on lemmikkieläinten hautausmaa ja lemmikkieläinten uurnalehto. Lisäksi alueella on Tampereen aluepelastuslaitoksen harjoittelupaikaksi varattu erityisalue E-1. Aluetta rajaa pohjoisessa Koivistonkylän Prisman alue ja koillisessa pientaloalue. Alueen kaakkoispuolella on Tampereen kaupungin omistama tontti, joka on kaavoitettu toimistorakentamiselle mutta on tällä hetkellä vuokrattu läheisen aikuiskoulutuskeskuksen käyttöön.

22 9.1.1 Laitostilojen sijoittaminen Sulkavuoren kallioalueelle Laitoksen sijoittamisessa kalliorakenteeseen on ollut tavoitteena: 21 Puhdistusprosessin toiminnan ja kustannustehokkuuden kannalta optimaalinen korkeustaso Laitostilojen turvallinen ja taloudellisesti toteuttamiskelpoinen sijoittaminen kalliomassaan Laitoksen laajentamisen mahdollistaminen kallioresurssien puitteissa Keskuspuhdistamon kalliotilojen vaakasuuntaisessa sovittamisessa kalliorakenteeseen on lähtökohtana ollut kallioperätutkimuksista saatujen tulosten ja kalliopaljastumatietojen avulla tulkittu kalliopinnan korkeustaso. Suunnittelussa on haettu kalliomassaa, jonka alueella laitostilojen päälle jäisi riittävä kalliokaton paksuus välttäen samalla mahdolliset ruhjevyöhykkeet. Lisäksi on otettu huomioon kallioperätutkimuksista ja maastohavainnoista saadut tiedot kallioalueen rakoilun ja liuskeisuuden pääsuunnista. Periaatteena on, että pitkien hallien suunta tulisi olla mahdollisimman kohtisuora rakoilun / liuskeisuuden pääsuuntaa vastaan. Nosto- ja purkukuilu on sijoitettu siten, että niihin liittyvät tunnelilinjat eivät risteä toisiaan. Laitoksen maan päälle ulottuvat rakenteet kuten porras- ja hissikuilut, ilmanvaihtokuilut ja ajotunneleiden suuaukot on haluttu sijoittaa Sulkavuoren rinnealueille ja mahdollisimman kauas asutusalueesta. Rakenteiden sijoittamisessa on pyritty väistämään Sulkavuoren ulkoilureittejä siten, että alueen virkistyskäyttöä häiritään mahdollisimman vähän. Pohjatutkimuksissa todettiin Sulkavuoren vanhan kaatopaikan alueella huomattava kalliopinnan painauma, jonka alueelle prosessitiloja ei ole tarkoituksenmukaista tuoda. Tilojen sijoittamista rajoittavat lisäksi Sulkavuoren länsirinteellä oleva maakaasulinja, Sulkavuoren pohjoisosan yli kulkeva voimalinja rasitealueineen sekä eläinten hautausmaa ja alueen lounaisosassa sijaitseva uurnalehto. Sulkavuoren päällä on suojeltuja muistomerkkejä. Suunnitelmassa laitoksen pitkät hallit on sijoitettu kalliomäkeen siten, että nostokuilu asettuu laitoksen eteläpäähän. Prosessin loppupään kalliotilat, purkukuilu ja IV-kuilu sijoittuvat alueen pohjoisosaan lähelle Lempääläntietä ja Koivistonkylän Prismaa. Kaksi laajennuslinjaa voidaan varauksena sijoittaa laitoksen länsipuolelle. Näistä linjoista toinen on suunniteltu louhittavaksi ensimmäisessä rakennusvaiheessa Korkeusaseman valinta Puhdistamotilojen korkeusaseman suunnittelua on ohjannut puhdistetun veden poistokuilun vähimmäiskorkeustaso purkupaikan vesistöön nähden. Paineellisen purkutunnelin toiminnan edellytyksenä on, että prosessin loppupään korkeusasema on purkuvesistön pinnan yläpuolella. Tässä selvityksessä käytettiin purkupaikkana

23 22 Pyhäjärveä, jonka suunnittelussa käytetty ylävesitaso (HW) on +77 m (Tampereen koordinaatisto). Puhdistusprosessin loppupää on suunniteltu tasolle +80,2. Tällä sijoittelulla prosessin alkupää eli jätevesipinta nostokuilun yläpuolisessa altaassa asettuu tasolle +88,2. Kalliotilan katto ulottuu esiselkeytysaltaiden kohdalla noin tasolle +96,0. Kalliokattoa on pohjatutkimusten ja kalliopaljastumahavaintojen perusteella riittävästi. Puhdistamon ylimpien hallirakenteiden päälle jäävän kalliokaton minimipaksuudeksi on tässä suunnitteluvaiheessa määritetty 12 metriä. Kalliopintavarmistuksista laaditun kalliopintamallin mukaan ehto kalliokaton paksuudelle täyttyy koko maanalaisen laitoksen alueella. Korkeusaseman suunnittelussa on pyritty minimoimaan tulotunnelista pumpattavan jäteveden nostokorkeus. Näin ollen laitostilojen korkeustasoa ei ole nostettu edellä esitetystä matalimman korkeustason mallista vaikka kalliokaton paksuus sen mahdollistaisi. 9.2 Aluerakentaminen Alue, jolle puhdistamon maanpäälliset osat sijoittuvat, on osittain vanhaa kaatopaikkaa. Jätetäyttöä on löytynyt kallioperäkairauksien yhteydessä myös piha-alueen itäpuolelta, koska moottoritien toteutuksen yhteydessä kaatopaikkaa on läjitetty alueelle. Maaperän pilaantuneisuudesta on laadittu selvitys, joka on esitetty liitteenä 6. Aluerakentaminen on esitetty liitepiirustuksessa 16WWE Lähestymistiet Puhdistamoalueelle rakennetaan uusi lähestymistie Kurssikeskuksenkadulta sekä Lempääläntieltä. Yhteys Kurssikeskuksenkadulta palvelee puhdistamon jokapäiväistä liikennettä, kun taas Lempääläntien yhteyttä käytetään lähinnä louhintatöiden aikana sekä varapoistumistienä. Uusien, kaksikaistaisten teiden pituus on noin 650 m Piha-alueet Jätevedenpuhdistamon maanpäälliset piha-alueet tasataan tasoon +127 m ja asfaltoidaan. Piha-alueella on parkkialue 25 henkilöautolle. Piha-alueen sadevedet johdetaan ritiläkansikaivojen kautta sadevesiviemäriin. Jokaista päällystettyä 600 m 2 :tä kohden asennetaan yksi sadevesikaivo. Piha- ja liikennealueet rakennetaan nykyiseen harjoituskentän tasoon. Ylimääräisiä täyttöjä tulee välttää paaluille perustettujen rakennusten ja piha-alueen rajapinnassa tapahtuvan painuman minimoimiseksi. Alueella maapohjan kantavuusluokka vastaa alustavasti routivan hienon hiekan kantavuutta. Infrarakentamisen yleiset laatuvaatimukset InfraRYL 2010 mukaan alusrakenteen kantavuusluokka on tällöin luokka E. Päällysrakenteet mitoitetaan kantavuuden ja pihaluokan II sallittujen routanousujen perusteella. Rakennekerrokset laatuvaatimuksineen ja tiiveysvaatimuksineen tehdään InfraRYL 2010 ohjeita noudattaen.

24 23 Piha-alueen sadevedet johdetaan ritiläkansikaivojen kautta sadevesiviemäriin ja edelleen mittauskaivoon. Mittauskaivosta hulevedet johdetaan laatumittauksen jälkeen joko purkutunneliin tai puhdistamon esikäsittelyyn. Mittauskaivoon voidaan varata virtaaman tasuastilavuutta. 9.3 Maanpäällisten osien perustamisolosuhteet Maanpäällisinä tiloina puhdistamoalueella ovat seuraavat rakennukset, joiden alustava pinta-ala on esitetty suluissa: Hallintorakennus (370 m 2 ) IV-rakennus (400 m 2 ), jonka yhteydessä on laitoksen noin 60 m korkea poistoilmapiippu Lietteen mekaanisen kuivauksen rakennus ja ulkopuolisen lietteen vastaanottorakennus (860 m 2 ) Lietteen termisen kuivauksen ja polton rakennus (800 m 2 ) Rakennukset ja rakenteet sijoittuvat pelastuslaitoksen harjoitusalueelle. Pohjasuhteet alueella ovat kaupungin tekemien porakonekairausten ja konsultin tekemien pilaantuneisuustutkimusten perusteella yleispiirteittäin seuraavat maanpinnassa asfaltti / Hk-täyttö / humus hiekkainen, sekalaista rakennusjätettä, mm. betonia ja tiiltä, sekä humusta sisältävä täyttöä 1 7,5 m jätetäyttöä 4 6 m kivinen moreeni kallio Pohjavesi on syvällä, PIMA-tutkimusten (liite 6) yhteydessä mitattu noin 10 m maanpinnasta. Varsinkin harjoitusalueen länsireunalla on jätetäytöstä mitattu korkeita metallipitoisuuksia sekä liuottimia ja öljyä. Vanhasta kaatopaikasta johtuen myös alueen pohjavesi on voimakkaasti pilaantunutta. Kalliorakentamisen yhteydessä pohjavesi on syytä varautua suojapumppauksen avulla johtamaan tulevan jäteveden sekaan, jotta likainen vesi ei pääse hallitsemattomasti leviämään puhdistamon kalliotiloihin. Alueella muodostuu myös kaatopaikkakaasua. Kaasun pääsy puhdistamon rakennuksiin on estettävä riittävillä keräilyjärjestelmillä. Keräilyjärjestelmien suunnittelemiseksi alueella on suositeltavaa suorittaa lisää mittauksia kaasun muodostumisesta ja kaasun laadusta. Tehtyjen tutkimusten perusteella alue on maaperän suhteen rakentamiseen välttävästi soveltuvaa täyttö-aluetta. Maanpinnassa on paksuja sekalaisia täyttöjä, ja niiden alla jätetäyttöä. Kantava moreeni alkaa yleisesti yli 10 m syvyydessä. Merkittävimmin alueen rakennettavuuteen vaikuttavat sekalainen, epähomogeeninen täyte ja maatuva jätetäyttö, joista aiheutuu hidasta, pitkäaikaista ja epätasaista painumaa. Laitokseen liittyvät rakennuksen ja rakenteet perustetaan paaluille, jotka tukeutuvat kärjeltään tiiviiseen pohjamoreeniin tai kallioon. Tutkimusten yhteydessä hiekkaisessa täytössä on havaittu suurempiakin betonikappaleita, ja jätetäytössä voi olla mahdollisesti puuta, joten lyötävän betonipaalun tunkeutuminen tavoitetasoonsa voi olla epävarmaa. Tämä voidaan varmistaa tekemällä toteutussuunnitteluvaiheessa rakennusten kohdalle heijarikairauksia riittävän tiheään ruudukkoon. Em. johtuen

25 24 paaluina voidaan käyttää nyt olevalla tutkimustiedoilla suurempia lyötäviä teräsputkipaaluja ja porattavia teräsputkipaaluja. Jätetäytön aiheuttaman teräksen korroosion vuoksi suositeltavaa olisi käyttää porattavaa teräsputkipaalua, jossa porausputki nostetaan ylös paalun sisäpuolen raudoituksen ja betonoinnin yhteydessä. Rakennusten alapohjarakenteet täytyy tehdä siten, että maasta mahdollisesti nousevien kaatopaikkakaasujen pääsy sisätiloihin estetään. Routimiselle alttiit perustukset routasuojataan. Routasuojaus mitoitetaan VTT:n yhdyskuntatekniikan laboratorion julkaisun "Talonrakennuksen routasuojausohjeet 2007" mukaan. Mitoittavana pakkasmääränä käytetään kerran 50 vuodessa toistuvaa pakkasmäärää. 9.4 Kalliorakentaminen Ajo- ja huoltotunnelit Puhdistamolle toteutetaan kolme ajoyhteyttä maanpinnalta. Ajotunnelit haarautuvat useammaksi yhteystunneliksi laitoksen eri osiin. Ajotunnelit on esitetty liitteiden sijainti- ja leikkauspiirustuksissa. Huoltoajoreitti laitoksen päätasolle on suunniteltu olevan yksisuuntainen ja kiertävä siten, että laitokseen ajetaan sisään ajotunnelista 1 ja poistutaan ajotunnelin 2 kautta. Ajotunneli 1 lähtee laitosalueelta kohti Sulkavuoren etelärinnettä ja kaartaa kalliossa laitostilojen yli 1:8 kaltevuudella. Ajotunnelin suuaukon rakentaminen edellyttää maanpoistoja ja avolouhintaa. Laitostasolle tultaessa ajotunnelista haarautuu yhteystunneli laitoksen alemmille tasoille. Ajotunneli 1 voidaan tarvittaessa rakentaa myös alueen itäpuoliselta kalliopaljastuma-alueelta. Tämä vaihtoehto vaatii tieyhteyden rakentamisen suuaukolle esimerkiksi metsitetyn kaatopaikka-alueen itäreunaa myötäillen. Toinen vaihtoehto on rakentaa tie Kurssikeskuksentieltä Sulkavuoren alueen kaakkoispuolella olevan tontin kautta. Ko. tontti on kaavoitettu toimistorakentamiselle mutta on tällä hetkellä viereisen aikuiskoulutuskeskuksen vuokraama. Ajotunnelin 2 ajoluiska lähtee ns. Uurnaholvin länsipuolelta. Ajotunnelin suuaukon rakentaminen edellyttää maanpoistoja ja avolouhintaa. Tunnelin kallio-otsa louhitaan kalliorinteeseen niin, että olevat virkistysalueen kävelyreitit säilyvät. Ajotunneli kiertää kalliossa laitoksen länsipuolella 1:8 kaltevuudella ja johtaa laitoksen päätasolle. Laitoksen pohjoispuolelta, Koivistonkylän Prisman tontin rajalta on esitetty toteutettavaksi ajotunneliyhteys, joka rakentamisaikana toimisi louheenajoreittinä. Laitoksen käytön aikana tunnelin kautta voi suorittaa huoltotoimenpiteitä. Lisäksi tunneli toimii hätäpoistumis- ja pelastusreittinä. Mikäli puhdistamon yhteyteen rakennetaan tilat myös lämmön talteenoton rakenteille, tukee ko. tunneliyhteys myös näiden tilojen toimintaa. Työtunnelin suuaukkoalue tasataan tasoon +113 työmaa-alueen rakenteita ja kuilurakennuksia varten. Yleissuunnittelussa on puhdistamon huoltotasolle johtavien ajoyhteyksien mitoittavana ajoneuvona käytetty täysperävaunullista rekka-autoa. Muiden yhteystunneleiden mitoitus on määräytynyt louhintatyökoneiden ja kuorma-autojen tilantarpeen kautta.

26 25 Ajotunnelit louhitaan poraus-räjäytysmenetelmällä rakennussuunnitteluvaiheessa määrätyssä työjärjestyksessä. Louhe kuljetetaan kuorma-autoilla läjityspaikoille. Ajotunnelit lujitetaan pultein ja ruiskubetonoimalla. Ajotunneleihin rakennetaan kanaalit salaoja- ja kuivatusviemäreitä varten. Kallion vuotovedet sekä laitostilojen kuivatusvedet johdetaan erillisen kuivatussuunnitelman mukaisesti puhdistusprosessiin Laitostilat Eri prosessivaiheiden vaatimat kalliotilat ja niiden dimensiot on esitetty leikkauspiirustuksissa 16WWE Hallien mitat vaihtelevat kunkin prosessin mukaisesti. Korkeustasoltaan ylimmät prosessihallit (esiselkeytys) ulottuvat tasoon +96. Syvimmälle ulottuvat altaat ovat puhdistamon keskivaiheilla olevissa ilmastushalleissa, joiden pohja louhitaan tasolle +73,4. Suurimman hallin (jälkisuodatus- ja uv-desinfiointitilat) jänneväli on 20,2 metriä. Tilat louhitaan siten, että rinnakkain olevien hallien väliin jää vähintään 14 m kalliopilari. Esiselkeytys-, ilmastus- ja jälkiselkeytysaltaisiin rakennetaan purkuyhteys tulotunneliin. Puhdistamon länsipuolen hallit ovat tässä suunnitteluvaiheessa prosessin tilavarauksia. Nämä hallit louhitaan muiden hallien kanssa samaan aikaan mutta osa louheesta voidaan jättää hallien syvennyksiin, jolloin halleja voidaan käyttää kulkuyhteyksinä. Nostokuilun alapäähän rakennetaan pumppaamohalli, johon siirtotunnelista tulevat vedet johdetaan karkeavälppäysrakenteiden kautta. Pumppaamohallin tilat on mitoitettu pumppujen tilavaatimusten mukaisesti ottaen huomioon ajoyhteyden ja huoltotoimenpiteiden vaatimukset. Käytännössä tämä tarkoittaa kuorma-auton ja sen nostopuomin vaatimaa tilaa. Puhdistamon hallien ja muiden kalliotilojen louhinta toteutetaan porausräjäytysmenetelmällä. Suuria halleja louhittaessa voidaan työskennellä samaan aikaan useassa perässä ja louhinta toteutetaan osittain myös pengerlouhintana. Tämä edellyttää ajotunneleiden rakentamista ennen hallien louhintaa. Puhdistamotiloihin louhitaan tarvittavat kanaalit vuoto- ja kuivatusvesien johtamiseksi erillisen kuivatussuunnitelman mukaisesti Kuilut Jäteveden nostokuilu Puhdistamolle tuleva jätevesi nostetaan kuilussa pumppaamotasolta +37,0 kalliopuhdistamon tasolle +84,2. Rakennettavaan kuiluun sijoitetaan kaikkiaan 8 kpl halkaisijaltaan 1000 mm nostoputkia sekä henkilöyhteys pumppaamohalliin. Kuiluun varataan tilaa myös kahdelle varanostoputkelle. Kuilu rakennetaan maan pinnalle saakka.

27 26 Kuilu toimii myös laitoksen henkilökunnan yhteytenä maanpinnalle, hätäpoistumistienä sekä pelastuslaitoksen hyökkäystienä. Kuilusta varataan tilaa tavara/henkilöhissille sekä portaikolle. Edellä mainituilla tilavaatimuksilla kuilun louhintamitat ovat 12 m x 5 m. Puhdistetun jäteveden purkukuilu (ja mahdollinen yhteys maanpintaan) Puhdistettu jätevesi johdetaan laitoksesta purkutunneliin purkukuilun kautta. Kuilu on louhintamitoiltaan 4,2 m x 4,2 m. Kuilu rakennetaan ulottuvaksi maanpintaan, jos puhdistamon yhteyteen toteutetaan Tampereen Sähkölaitoksen laitostiloja tai varapurkujärjestelmä johdetaan kuilussa maanpinnalle. IV-kuilu tasolta +113 Laitoksen raitisilma otetaan sisään pohjoispään kuilusta, joka rakennetaan pohjoisen työmaa-alueen kautta. Altaiden tyhjennysputket Esiselkeytys- ilmastus ja jälkiselkeytysaltaat tulee voida tyhjentää siirtotunneliin. Tyhjennysyhteys voidaan toteuttaa esimerkiksi porattuna reikänä, johon asennetaan tyhjennysputki. Laitokseen rakennettavat kuiluyhteydet louhitaan esimerkiksi pitkäreikämenetelmällä. Kuilujen rakentaminen vaatii ajotunneleiden rakentamista kuilutasojen välille ennen kuilujen louhintaa Puhdistamon kalliotilojen lujitus- ja tiivistystarve Kaikki laitoksen kalliotilat lujitetaan pultein ja ruiskubetonoimalla. Laitoksen alueen kalliomassassa mahdollisesti olevien ruhjevyöhykkeiden kohdilla varaudutaan raskaampiin lujitustoimenpiteisiin. Vuotovesimäärien minimoimiseksi sekä alueen pohjavedenpinnantason alenemisen estämiseksi kalliotilat injektoidaan. Lujitus- ja tiivistystöiden laajuus tarkentuu täydentävien kalliotutkimusten perusteella Työmaa-alueet Rakentamisen aikainen työmaatukikohta on suunniteltu sijoitettavaksi Sulkavuoren eteläpuolelle nykyiselle Pelastuslaitoksen alueelle ja sen viereiselle kentälle. Sulkavuoren pohjoispuolen ajotunnelin suuaukkoalue tasataan tasoon +113 ja alue varataan rakentamisajaksi työmaakäyttöön. Työmaalle rakennetaan tieyhteys Lempääläntieltä. Työmaatien ja Lempääläntien risteyksen kohdalla varataan toinen Lempääläntien kaistoista työmaan käyttöön. Tämä ratkaisu edellyttää Lempääläntien nopeusrajoituksen pudottamista risteysalueella. Mikäli varapurkuyhteys toteutetaan putkessa, rakennetaan purkukuilu maanpintaan Lempääläntien varteen. Maanrakennus- ja louhintatyöt kuilun kohdalla vaativat

28 27 työmaatilaa. Tällöin em. työmaakaistaa Lempääläntiellä laajennetaan siten, että kaista ulottuu purkukuilun työmaan alueelle. Kuilu toteutetaan maanpintaan myös silloin, jos Sähkölaitoksen tilat louhitaan puhdistamon pohjoispuolelle. 9.5 Rakennustyöt Maanalaisten osien rakentamisesta suurin osa on prosessitilojen altaiden betonivalut, joita tehdään arviolta noin m 3. Altaiden vesitiiviit väliseinät tehdään 500 mm paksuisina ja pohjat 400 mm paksuisina. Parialtaiden väliseinät rakennetaan toispuoleista vedenpainetta kestäviksi. Altaiden sivuseinämiin valetaan kalliolouhintaryöstöjen jälkeen keskimäärin noin 250 mm kerros betonia. Laattojen alapohjat on laskettu täytettäväksi soralla keskimäärin 400 mm paksuudelta. Kemikaalien varoaltaat ja ferrosulfaatin liuotusaltaat rakennetaan PEH-pinnoitettuina rakenteina. Huonetiloissa lattiat betonoidaan ja maalataan, väliseinät muurataan ja maalataan, asennetaan väliovet ja hankitaan muut huonetilan varusteet. Käyntisillat ja kanavien yläpuoliset kulkuväylät vesiprosessitiloissa rakennetaan betonirakenteisena maalattuna holvina. Ilmastuskompressoritila äänieristetään. 9.6 Koneistotyöt Jätevedenpuhdistamon päälaitteet on esitetty koneistoerittelyssä liitteessä Tulopumppaamo Tulotunneli jaetaan kahteen karkeavälppäykseen, joissa tankojen vapaa väli on 50 mm. Välppäys on erotettuna sulkuluukuilla kanavasta. Tulopumppaamon imuallas on 2,5 m alempana kuin tulotunneli, näin voidaan kaikissa tilanteissa pumpata tulotunnelin vedenkorkeudesta riippumatta. Tulopumppaamo on varustettu viidellä keskipakopumpulla, tuotoltaan á m 3 /h nostokorkeudella 52 m. Jokainen pumppu on sähköteholtaan 710 kw. Normaalitilanteessa virtaamalla m 3 /h käytetään samanaikaisesti 1-2 pumppua. Kaikissa tilanteissa vähintään yksi pumpuista on varalla. Pumpuilla on vuorottelu. Pumput on varustettu imu- ja painepuolen sulkuventtiilein sekä takaiskuventtiilein Hienovälppäys ja hiekanerotus Vedet johdetaan kanavaan, josta on jako neljään välppäkanavaan, joissa on koneellinen hienovälppäys kussakin kanavassa. Hienovälppäyksen levynauhavälpien reikäkoko on 6 mm. Välpe siirretään ja pestään välpepesurissa. Pesun jälkeen välpe puristetaan ja kuljetetaan ruuveilla. Välpe tiputetaan kippikourusta välpelavalle. Välppäyksen jälkeen vesi johdetaan hiekanerotukseen. Hiekanerotuksen ilmastettuja linjoja on neljä, kukin linjoista on varustettu hiekan pumppauksella uppoasenteisten keskipakopumppujen avulla. Hiekanerotuksen ilma tuotetaan kolmella kompressorilla, á 1500 N-m 3 /h vastapaineella 6 mvp. Normaalisti kaksi kompressoria käy samanaikaisesti ja yksi laitteista on varalla. Hiekanerotuksesta vesi-hiekka seos johdetaan hiekan pesuun. Pesuyksikköjä on kaksi, joissa paineellisella vedellä ja hämmennyksellä poistetaan hiekkaan sitoutunut orgaaninen aines.