8. Kemikaalit, polttoaineet ja veden käyttö

Transkriptio

1 8. Kemikaalit, polttoaineet ja veden käyttö Suomenojan jätevedenpuhdistamon ympäristölupahakemus 2013 Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä Samkommunen Helsingforsregionens miljötjänster Helsinki Region Environmental Services Authority

2 Sisällys 1 Jätevedenpuhdistuksen prosessikemikaalit Ferrosulfaatti Metanoli Raskas Sooda Polyelektrolyytit eli polymeeri Polttoaineet Biokaasu Maakaasu Kemikaalien ja polttoaineiden varastointi Veden käyttö Talousvesi Tekninen vesi... 16

3 1 Jätevedenpuhdistuksen prosessikemikaalit Suomenojan jätevedenpuhdistamolla käytettävät prosessikemikaalit ovat ferrosulfaatti, metanoli, polymeeri sekä alkalointikemikaalina raskas sooda. Taulukossa 1 on esitetty näiden kemikaalien kulutus viime vuosina ja taulukkoon 2 on koottu niiden ominaisuuksia. Taulukko 1. Prosessikemikaalit Suomenojan jätevedenpuhdistamolla KEMIKAALIT t/a t/a t/a t/a t/a t/a t/a Ferrosulfaatti Metanoli Sooda Polymeeri

4 Taulukko 2. Kemikaalit ja niiden ominaisuudet Kemi-kaali Koostumus Osuus (%) CAS-nro Luokitus ja lausekkeet Kie-humispiste ( C) Suurin määrä varastossa (t) Keski-määräinen kä ttö (t/ ) Käyttö-tarkoitus ja - kohde 92,5-96,5 % Ferrosulfaatti Ferrosulfaatti Haitallinen 100 t t Xn,R22-R36/38 Fosforin saostus 0,1-0,25 % Rikkihappo 0,1-0,6 % Mangaanisulfaatti Haitallinen, Ympäristölle vaarallinen Xn, N,R48/20/22- R51/53 Syövyttävä C, R35 Metanoli Metanoli 99,80 % F, R11 64, 7 T, R23/24/25 40 m t Orgaanisen hiilen lähde (jälkisuodatin) R39/23/24/25 Raskas Sooda Polyelektrolyytti Natriumkar bonaatti Adipiinihap po 99 p- % <5 % Xi R 36, Eye Irrit. 2, H t t Xi, R36 12 t 50 t Jäteveden alkaliteetin säätö Lietteen kunnostus 1.1 Ferrosulfaatti Tulevan jäteveden fosforista poistetaan biologisessa prosessissa vain noin 30 % vaatimuksen ollessa yli 90 %. Tämän takia kemiallinen prosessi on välttämätön. Tämä tapahtuu annostelemalla prosessiin saostuskemikaalina ferrosulfaattia. Ferrosulfaatin rauta saostaa fosforin jätevesilietteeseen. Ferrosulfaatin kulutus Suomenojan jätevedenpuhdistamolla viime vuosina on esitetty kuvassa 1.

5 Kuva 1. Ferrosulfaatin kulutus vuosina Ferrosulfaatti FeSO 4 vastaanotetaann laitoksen liuotusaltaaseen rekkakuljetuksina tuotuna kiinteänä irtotavarana. Kemikaali on ensin liuotettava veteen ja valmistettava edelleen määräväkevyiseksi liuokseksi. l Näitä toimenpiteitä varten tarvitaan kuljetuskalus stolle riittävä vastaanottotila, liuotusallas kemikaalin liuottamiseksi veteen sekä annostelualtaat valmiin liuoksen pumppaamis seksi prosessiin. Kuvassaa 2 on esitetty liuotusallas (keskellä) ja sen molemmillaa puolilla olevat annostelualtaat. Kuva 2. Ferrosulfaatin liuotus- ja annostelualtaatt Suomenojan jätevedenpuhdistamolla Ferrosulfaattiliuos pumpataan liuotusaltaasta annostelualtaisiin, joihin valmistetaan määräväkevyinen noin % ferrosulfaattiliuos. Ferrosulfaattia käytetään Suomenojan jätevedenpuhdistamolla noin 4500 t/a. Jäteveteen annosteltavaa määrä on g FeSO 4 /m 3, joka annostellaan ruuvipumppaamon alkuun karkeavälppäyksen jälkeen. Kuvassa 3 havainnollistetaan ferrosulfaatin syöttöpumpps pua puhdistamolla. Ferrosulfaatin keskimääräinen annostus viime vuosina on esitetty kuvassa 4.

6 Kuva 3. Ferrosulfaatin syöttöpumppu Suomenojan jätevedenpuhdistamolla Kuva 4. Ferrosulfaatin keskimääräinen annostuss vuosina Metanoli Metanoli toimii typenpoistossa orgaanisen hiilen lähteenä, kun halutaan päästä p yli 600 % typpireduktioon. Metanolin kulutus on laitoksella noinn 2000 tonniaa vuodessa. Metanolin annostelumäärä vaihtelee jäteveden laadun, määrän ja lämpötilan sekä biologisen prosessin tilan perusteella. Kuvassa 5 on esitetty metanolin kulutus viime vuosina.

7 Kuva 5. Metanolin kulutus vuosina Metanoli kuljetetaan puhdistamolle säiliöautolla. Purkupaikalla säiliöletkuu yhdistetäänn varastosäiliön täyttöputkeen ja kuorma puretaan 40 m 3 :n aidattuun ja vuotovarmistettuun varastosäiliöön. Säiliöautosta metanoli pumpataan auton omalla pumpulla varastosäiliöön. Metanolin annostelupuma mput, metanoliasema ja varastosäiliö Suomenojan jätevedenpuhdistamolla on esitetty kuvissa 6 ja 7. Kuva 6. Metanolin annostelupumputt

8 Kuva 7. Metanoliasema ja varastosäiliö Varastosälliöistä metanoli CH3OH pumpataan putkistoa pitkin linjakohtaisesti ilmastusaltaiden 2-lohkoihin. Annostelu tapahtuu massavirtausperiaatteella. Metanoliputkistoon johdetaan laimennusvettä pumpun jälkeen siten, että liuosväkevyydeksi saadaan 10 %. Metanoli hajoaaa biologisessa prosessissa. 1.3 Raskas Sooda Jätevedenpuhdistuksen typenpoistoprosessin biologisessa vaiheessa tapahtuva nitrifikaatio vähentää veden alkaliniteettia ja pyrkii laskemaan veden ph-arvoa. Soodaa käytetään veden alkaliniteetin nostoon puskuroimaan ph-muutoksia. Soodan käyttömäärät riippuvat biologisen prosessin tilasta. Raskass sooda syötetään linjakohtaisesti ilmastusaltaiden 5-lohkoihin. Annostus tapahtuu virtaamapainotteisesti.. Suurimmillaan raskaan soodan käyttö on noin 4 t/d. Soodaa käytetään Suomenojan jätevedenpuhdistamolla noin 1200 t/ /a. Raskaan soodan kulutusta viime vuosina on havainnolliste ettu kuvassa 8.

9 Kuva 8. Raskaan soodan kulutus vuosina Suomenojan puhdistamolla on käytössä 2 annostelusiiloa. Raskas soodaa tuodaan säiliöautoilla ja sen purku autosta varastosiiloon tapahtuu autossa olevan kompressorin avulla pneumaattisesti. Kuvassa 9 näkyy Suomenojan sooda-asema 1. Kuva 9. Sooda-asema 1

10 1.4 Polyelektrolyytit eli polymeeri Polyelektrolyyttejä käytetään Suomenojan jätevedenpuhdistamolla lietteen kunnostukseen noin 50 t/a. Polyelektrolyyttejä käytetään parantamaan laskeutuvuutta esisakeuttamoissa (anioninen polymeeri) ja mädätetyn lietteen linkokuivauksessa kunnostuskemikaalinaa (kationinen polymeeri). Polyelektrolyytin avulla sidotaan lietepartikkeleita paremmin vedestä erottuviksi. Polyelektrolyytti tuodaan laitokselle suursäkeissä ä ja liuoksen valmistus tapahtuu automaattisesti polymeerilaitteistoilla. Polymeerilaitteistoja on 2 kappaletta sisältäen varastosiilot, kuivasyöttökojeet punnituslaitteineen, liuotussäiliöt sekoittimineen.. Kuvassa 10 on esitetty polymeerin kuivasyöttökoje, kuvassaa 11 varastosäiliöt sekä annostelupumput ja kuvassa 12 valmistussäiliöt. LiuotussäiliöihL hin 2x6,5 m3 tehdään 0,1 % väkevyinen liuos laitoksen teknisellä vedellä. Valmistettavaa liuosta sekoitetaan ja annetaan liuoksen kypsyä 2h. Valmis polymeeriliuos siirretään painovoimaisesti syöttösäiliöihin 2x6,5 m3. Syöttösäiliöistä annostelupumput syöttävät liuoksen kuivauslingoille. Kuva 10. Polymeerin kuivasyöttökoje

11 Kuva 11. Polymeerin varastosäiliöt ja j annostelupumput Kuva 12. Polymeerin valmistussäiliöt Polyelektolyytistä valmistettu liuos annostellaan kuivauslingoille pumpattavan lietteenn sekaan. Annostus tapahtuu kaskadiohjauksella lietteen virtauksen perusteella. Polyelektrolyytin annostelumäärä on noin 6,2 kg/tts. Kuvassa 13 on esitetty polymeerin kulutus viime vuosina.

12 Kuva 13. Polymeerin kulutus vuosina

13 2 Polttoaineet 2.1 Biokaasu Lietteen mädätyksessä syntyvä mädättämökaasu on myyty marraskuusta a 2012 lähtien Gasum oy:lle. Gasum jalostaa biokaasun puhdistamon tontilla sijaitsevan laitteiston avulla maakaasuverkostoon sopivaksi tuotteeksi, joka hyödynnetään liikennepolttoaineena. Suomenojan puhdistamoa lämmitetään tämän muutoksen jälkeen maakaasulla ja kaikki sähkö ostetaan ulkopuolelta. Kevyttä polttoöljyäa käytettiin ennen biokaasun myyntiä lämmityskattiloiden varapolttoaineena, mutta nyt kun käytössä onn maakaasu, on kevyen polttoöljyn käyttö lopetettu. Lietteestä syntyvän kaasun määrä on m 3 /d eli 3,6 milj.m 3 /a. Mädättämökaasu sisältää keskimäärin 63 % metaania (CH 4 ), 35 % hiilidioksidia (CO 2 2) sekä pieniä määriä muita kaasuja kuten happea ja typpeä. Biokaasun käyttö viime vuosina on o esitetty kuvassa 14 ja kevyen polttoöljyn käyttö kuvassa 15. Kuva 14. Biokaasun käyttö vuosina Kuva 15. Kevyen polttoöljyn kokonaiskulutus vuosina

14 2.2 Maakaasu Suomenojan jätevedenpuhdistamoa lämmitetään nykyisin maakaasulla, jota käytetään lämmityskattiloiden polttoaineena. Maakaasu on väritöntä, myrkytöntä ja erittäin helposti syttyvää kaasua. Se sisältää 98 % metaania, loput 2 % ovat etaania ja typpeä. Myös propaania, hiilidioksidia ja happea on hyvin pieniä pitoisuuksia. Poltettaessa maakaasusta syntyy hiilidioksidia, vesihöyryä ja typenoksideja. Maakaasu on ollut käytössä Suomenojan jätevedenpuhdistamolla niin vähän aikaa, ettei sen vuosikulutuslukemia voi esittää, mutta keskimääräinen kulutus vuonna 2013 tammi-lokakuussa oli m3/kk. Taulukossa 3 on esitetty maakaasun koostumus. Taulukko 3. Maakaasun koostumus Koostumus Metaania CH4 Etaania C2H6 Typpeä N2 Propaania ja muita hiilivetyjä C3H8, C4H10 > 98 til-% < 1 til-% < 1 til-% < 0,5 til-% 2.3 Kevyt polttoöljy Kevyen polttoöljyn käytöstä on varsinaisesti luovuttu, mutta sitä on vielä varastossa varapolttoaineeksi lämmityskattiloille, jos maakaasun jakelu keskeytyy. Polttoöljysäiliö on sijoitettu maan alle. Säiliön tilavuus on 50 m³. Polttoöljy puretaan auton pumpulla. Säiliössä on pinnankorkeusmittaus ja elektroninen ylitäytön estin. Polttoöljyä pumpataan varastosäiliöstä tarvittaessa lämmityskattiloille. Kevyen polttoöljyn kulutus oli 36 t vuonna 2011, 0 t vuonna Taulukossa 4 on esitetty kevyen polttoöljyn ominaisuuksia ja kuvassa 16 on esitetty kulutusta viime vuosina. Taulukko 4. Kevyen polttoöljyn ominaisuudet. Kauppanimi Rikkipitoisuus Tuhkapitoisuus Kosteuspitoisuus Tehollinen lämpöarvo (GJ/a) Shell Thermo City tl 8 mg/kg <0,001 p-% 50 mg/kg 35,4 MJ/l

15 Kuva 16. Kevyen polttoöljyn kokonaiskulutus vuosina Kemikaalien ja polttoaineiden varastointii Kemikaalejaa säilytetään laitoksella vain laitoksenn operointiin käytettävät määrät. m Kemikaalien säilytys ja käyttö on järjestetty ensisijaisesti työturvallisuusnäkökohdat huomioon ottaen. Metanolisäiliön ympärillä on varoallas, josta metanolin voi pumpata kaivoon, josta sen voi pumpata edelleen prosessin alkuun. Ferrosulfaattialtaiden ylivuoto ohjataan vesiprosessin alkuun. Sooda-asemien vuodott ohjautuvat lattian kautta viemäriin. Myös polymeeriliuoksen ylivuodot ohjautuvat viemäriin. Kevyt polttoöljy on varastoituna maanalaiseen 50 m 3 :nlasikuitusäiliöön. Säiliö ei ole ns. kaksoisvaippasäiliö eikä säiliöllä ole suoja-allasta tai vastaavaa rakennetta Jäteöljyä varastoidaan maanalaisessaa öljysäiliössä. Säiliö sijaitsee betonisessa kaukalossa / bunkkerissa. Teräsrakenteisen öljysäiliön tilavuus on noin 10 m 3. (Ekokem Taulukossa 4 on esitetty kemikaalien ja polttoaineiden maksimi varastointimäv äärät Suomenojan puhdistamolla. Taulukko 4. Kemikaalien, öljyjen ja polttoaineide en varastointimäärät Kemikaali Varasto (max)( Ferrosulfaatti 100 t Raskas sooda 120 t Metanoli 40 m 3 Polyelektrolyytti 12 t Voitelu- ja hydrauliikkaöljyt 10 m 3 Biokaasu 2000 m 3

16 3 Veden käyttö 3.1 Talousvesi Jäteveden puhdistusprosessissa ei käytetä puhdasta vettä. Hätätilanteissa puhdasta vettä voidaan käyttää teknisen veden korvikkeena. Puhtaan veden kulutus vuonna 2012 oli 5938 m 3 ja kulutus on ollut suurin piirtein samaa luokkaa vuosina Tekninen vesi Teknistä vettä eli puhdistettua jätevettä käytetään jätevedenpuhdistamolla kemikaaliliuosten valmistukseen (polymeeri, ferrosulfaatti, sooda), metanolin kyytivetenä, pumppujen boksivedet, välppeen ja hiekan pesuun, allaspesuihin, putkien ja kanavien huuhteluihin sekä linkojen huuhteluihin.