YHTEENVETO FOSFORINPOISTON MENETELMISTÄ KIINTEISTÖ- KOHTAISESSA JÄTEVEDENKÄSITTELYSSÄ

Transkriptio

1 YHTEENVETO FOSFORINPOISTON MENETELMISTÄ KIINTEISTÖ- KOHTAISESSA JÄTEVEDENKÄSITTELYSSÄ Satu Heino Projektipäällikkö Kokemäenjoen vesistön vesiensuojeluyhdistys ry

2

3 KOKEMÄENJOEN VESISTÖN VESIENSUOJELUYHDISTYS RY 1 1. FOSFORINPOISTON TEHOSTAMISEN TARVE Fosforin määrä Talousjätevesiasetuksen 542/2003 mukaan yksi ihminen tuottaa fosforia 2,2 grammaa vuorokaudessa. Jos kiinteistön vedenkulutuksen arvioidaan olevan 110 l/hlö/vrk, tarkoittaa fosforimäärä pitoisuutta 20 mg/l. Tavoitepitoisuus puhdistetulle jätevedelle on tuolla vedenkulutuksella 3 mg/l. Eri järjestelmien teho Saostussäiliöiden on arvioitu poistavan ravinteita 15-20%, jolloin pelkän saostussäiliökäsittelyn jälkeen vesistöön joutuva kokonaisfosforikuorma on luokkaa mg/l. Kun saostussäiliöiden perään lisätään maasuodattamo, päästään ensimmäiset käyttövuodet pitoisuuksiin 1-9 mg/l (vesiensuojeluyhdistysten tulokset vuosilta ). Pitoisuudet vaihtelevat suuresti niin puhdistamoittain kuin näytteenottokerroittainkin. Lisäksi kaikista maasuodattamoista ei ole mitattu sähkönjohtavuutta, jolloin tulosten luotettavuudesta ei ole varmuutta. Aina kun maasuodattamosta ottaa näytteitä, kannattaisi tutkia myös sähkönjohtavuus laimentavien vesien määrän selvittämiseksi. Biosuotimista ja panospuhdistamoista fosfori ei poistu ilman toimivaa kemikaalin syöttöä. Oikein mitoitetulla kemikaalinsyötöllä fosfori saadaan poistettua lähes kokonaan. Huonosti toimiessaan panospuhdistamot voivat pumpata vesistöön jo aiemmin sitoutunutta fosforia. Suurimmat mitatut kokonaisfosforin pitoisuudet puhdistamolta poistuvassa jätevedessä ovat olleet yli 40 mg/l (vesiensuojeluyhdistysten tulokset vuosilta ). On siis tärkeää, että puhdistamo toimii häiriöttä jatkuvasti, koska lyhytkin toimimattomuusjakso saattaa pumpata ulos usean kuukauden aikana kertyneet ravinteet. 2. FOSFORINPOISTON MENETELMÄT Useita tapoja Fosforinpoisto voidaan toteuttaa usealla eri tavalla kiinteistökohtaisessa jätevedenkäsittelyssä. Fosforinpoistoa voidaan tehostaa jo ennen jätevedenkäsittelyjärjestelmää, itse järjestelmässä tai järjestelmän jälkeen. 2.1 FOSFORINPOISTO ENNEN JÄRJESTELMÄÄ Toimintaperiaate Fosforin esisaostuksessa jäteveden fosfori saostetaan nestemäisellä kemikaalilla saostussäiliöihin. Saostussäiliöistä fosfori poistuu lietteentyhjennyksen yhteydessä. Fosforin esisaostus lisää syntyvän lietteen määrää jonkin verran, joten saostussäiliöitä voi olla

4 2 tarpeen tyhjentää aiempaa useammin tai mitoittaa saostussäiliöt jo suunnitteluvaiheessa normaalia väljemmiksi. Fosforin saostuskemikaali Saostettaessa fosfori saostusäiliöihin suositellaan käytettäväksi alumiinipohjaista kemikaalia (polyalumiinikloridi tai alumiinisulfaatti). Rautapohjaista kemikaalia käytettäessä on vaara, että jo sitoutunut kemikaali liukenee uudelleen hapettomissa olosuhteissa. Alumiiniin sitoutunut fosfori ei liukene uudelleen hapettomissakaan olosuhteissa. Kemikaalin annostus Kemikaalinsyötön tapahtuessa kiinteistön sisältä, kemikaali annostellaan pienellä pumpulla kelloon sidotun ajastuksen mukaan kiinteistöltä saostussäiliöihin johtavaan viemäriin. Pumppu voidaan sijoittaa esim. keittiön lavuaarikaappiin tai tekniseen tilaan. Pääasia on, että viemärissä kulkee vettä säännöllisesti ja kemikaalilla on aikaa sekoittua jäteveden kanssa ennen saostussäiliöitä. Fosfori saostuu saostussäiliöihin. Kemikaalia annostellaan noin 0,5 dl vuorokaudessa, kun vedenkulutus on 1000 l/vrk (Jitan ohje). Kaikkea fosforia ei ole tarkoitus saostaa saostussäiliöihin, koska mikrobitoiminta suodatuskentässä tai biosuotimessa tarvitsee fosforia toimintaansa. Esimerkki 1 Jitan annostelupumppu sijoitettuna tekniseen tilaan (kuva Jita Oy). Pumppukaivo ulos Toinen vaihtoehto fosforin saostussäiliöihin saostamiselle on laittaa saostussäiliön jälkeen pumppukaivo, jossa tietyn vesimäärän saavutettuaan pumppu pumppaa osan vedestä eteenpäin maasuodattamoon ja palauttaa osan vedestä takaisin saostussäiliöön. Tähän

5 KOKEMÄENJOEN VESISTÖN VESIENSUOJELUYHDISTYS RY 3 palautettavaan veteen lisätään saostuskemikaali. Menetelmän etuna on kemikaalin hyvä sekoittuvuus jäteveden kanssa ja kemikaalin vesimäärään suhteutettu annostelumäärä. Haittapuolena on sisälle asennettavaa pumppua korkeampi hinta. Esimerkki 2 Baga Plus järjestelmän periaatekaavio (kuva Baga). Soveltuvuus Fosforin saostus saostussäiliöihin soveltuu kaikenlaisten puhdistamoiden fosforinpoiston tehostamiseen. Käyttökokemuksia sisälle asennettavasta kemikaalinsyötöstä on noin viiden vuoden ajalta ja kokemukset ovat oikein hyviä. Fosfori poistuu täysin ja ainakaan vielä ei ole havaittu suodatuskenttien tukkeutumista. Kiinteistön sisälle asennettava kemikaalipumppu on yleensä suhteellisen helppo ja edullinen lisätä myös jo rakennettuihin järjestelmiin. Laitetoimittajat ja hinta Kiinteistön sisälle asennettavia kemikaalipumppuja toimittavat ainakin Jita ja Green Rock. Pumppupaketin hinta on noin 500 euroa. Lisäksi tulee kustannuksia asennustyöstä ja tarvikkeista sekä kemikaalista. Saostuskemikaali maksaa noin 50 /10 l. Saostussäiliön jälkeen tulevia pumppukaivoja toimittavat ainakin Uponor ja Baga. Uponorin pumppukaivo maksaa noin 3200 euroa. 2.2 FOSFORINPOISTO JÄRJESTELMÄSSÄ Yleensä vakiona Fosforin poisto on yleensä järjestelmässä asennettuna jo valmistusvaiheessa tai jos ei ole, on sen lisääminen jälkikäteen yleensä hankalaa. Tällöin vaihtoehtona on joko esi- tai jälkisaostus. Maasuodinbiotiitti Maasuodattamoon voidaan lisätä fosforia sitovaa ainetta rakennusvaiheessa. Yleisimmin käytetään maasuodinbiotiittia, jota saadaan Kemiran Siilinjärven tehtaalta. Maasuodinbiotiitin raaka-

6 4 aineena ovat flogopiittikiille ja kalsiittimineraali. Biotiittia laitetaan kenttään suodatinhiekan väliin 30 cm kerrokseksi. Normaalin 30 m 2 maasuodattamon tarve on 9 m 3 eli noin 14 tonnia. Biotiitin hinta on noin 20 /tonni, mutta rahtikustannukset Pirkanmaalle lisäävät hintaa merkittävästi. Maasuodinbiotiitin käyttöiäksi on arvioitu noin 20 vuotta. Biotiitin puhdistusteho Maasuodinbiotiitilla varustettu maasuodattamo täyttää asetuksen mukaisen fosforinpoistovaatimuksen. Puhdistustehon säätäminen kuormituksen mukaan ei onnistu. Fosforinpoiston lisäksi maasuodinbiotiitin on havaittu tehostavan myös typen sekä bakteerien ja virusten poistumista. Kuva 1 Biotiittikerros korvaa osan suodatinhiekasta (kuva Jita Oy). 2.3 FOSFORINPOISTO JÄRJESTELMÄN JÄLKEEN Toimintaperiaate Fosforin jälkisaostuksessa jäteveden fosfori saostetaan jätevesijärjestelmän jälkeen. Yleisimmin jälkisaostusta käytetään maasuodattamon perässä. Maasuodattamoon fosforinpoistokaivo lisätään kokoomakaivon jälkeen tai sen tilalle. Kaivo tarvitsee korkeuseroa noin 50 cm. Kaivossa jätevesi kulkee suodinmassan läpi painovoimaisesti alhaalta ylöspäin. Suodatinmassa voidaan lisätä kaivoon joko irtotavarana tai suodatinkasettina.

7 KOKEMÄENJOEN VESISTÖN VESIENSUOJELUYHDISTYS RY 5 Kuva 2 Fosforinpoistokaivon rakenne (kuva Pipelife). Suodatinmassa Suodatinmassoiksi on testattu useita eri aineita. Kaupallista markkinointia on tällä hetkellä pääasiassa Nordkalkin Filtra P:llä. Filtra P sisältää kalkkia, rautaa ja kilpsiä. Massa saostaa fosforin kalsiumfosfaattina. Samaa Filtra P-massaa käytetään myös harmaavesisuotimissa (Ekomatic Willa) ja saunasuotimissa (Sauna- Seppo). Massan annostus Filtra P-massa suositellaan laitettavaksi massakaivoon, kun maasuodattamon toiminta on tasaantunut eli aikaisintaan 3 kk maasuodattamon asennuksen jälkeen. Filtra P-massaa annostellaan 100 kg/hlö/vuosi. Massa on vaihdettava vähintään kahden vuoden välien, jotta se ei kovetu suodattimeen. Suodatin toimii suunnitellusti, kun sen ph on yli 9. Käytetty massa poistetaan joko imuautolla tai nostamalla suodatinkasetti säkkeineen pois. Massan voi käyttää omalla kiinteistöllä maanparannusaineena, mikäli kunnan jätehuoltomääräykset eivät sitä estä. Lisäksi massaa voi Pirkanmaalla toimittaa Nokialle Koukkujärven kaatopaikalle puhdistamolietteen kanssa kompostoitavaksi tai muuhun kunnan osoittamaan paikkaan, jolla on ympäristölupa jätteiden käsittelyyn. Soveltuvuus Fosforin jälkisaostus soveltuu parhaiten maasuodattamoille, joihin ei pääse ulkopuolisia valumavesiä. Suuret vesimäärät lyhentävät suodinmassan käyttöikää. Lisäksi kokoomakaivon jälkeen tulee olla yli 50 cm korkeuseroa purkupaikkaan tai muuten vedet täytyy pumpata. Suodatinmassan jatkohyödyntäminen tulee olla selvillä kaivoa asennettaessa ja jos sopivaa jatkokäsittelypaikkaa ei löydy, harkita muita menetelmiä esim. fosforin esisaostusta.

8 6 Puhdistusteho Filtra P poistaa hyvin fosforin ja poistaa lisäksi tehokkaasti bakteereita ja viruksia jätevedestä. Kaivosta purkautuva vesi on hyvin emäksistä ja voi sisältää kalkkisakkaa. Tämä voi haitata purkupaikan eliöstöä sekä aiheuttaa tukkeumia purkuputkessa. Ongelmallista on myös massan kovettuminen, jos vaihtoväli on liian pitkä. Käytetylle massalle tulisi löytyä järkevä käyttökohde lähialueelta, jotta massan uusimiskustannukset eivät nouse kohtuuttomiksi. Laitetoimittajat ja hinta Jälkisaostukseen irtomassalla soveltuvia massakaivoja toimittavat ainakin Propipe, Fann Ympäristötekniikka, Talokaivo, Jita, Meltex. Kaivo maksaa koosta riippuen noin Suodatinkasetille kaivon voi rakentaa vaikka betonirenkaista. Kaivon ei tarvitse olla tiivis, koska vesi kulkee kasetin sisällä. Valmiita kaivoja suodatinkasetille valmistavat ainakin Jita ja Pipelife. Filtra P-massaa tuottaa Nordkalk Oy. Toimitusmäärät ovat 500 kg ja 1000 kg. Massa maksaa /1000 kg + rahti Nakkilasta. Koukkujärvellä jätteen vastaanotto maksaa 9,15 /m YHTEENVETO Useita vaihtoehtoja Asetuksen normaalin vaatimustason alueella kaikki kiinteistökohtaiset jätevedenkäsittelyjärjestelmät tarvitsevat jonkin menetelmän fosforinpoistoon. Laitepuhdistamoissa fosforinpoisto tulee yleensä laitteen mukana. Maasuodattamoissa ja ilman fosforinpoistoa olevissa laitepuhdistamoissa fosforinpoisto voidaan hoitaa joko ennen järjestelmää, järjestelmässä tai järjestelmän jälkeen. Fosforinpoisto heti Maasuodattamon luontainen fosforinsitomiskapasiteetti riippuu suodatushiekan laadusta. Vesiensuojeluyhdistysten tutkimuksissa vain kaksi vuotta käytössä olleista maasuodattamoista on mitattu kokonaisfosforipitoisuuksia 9 mg/l. Maasuodattamoon tulisikin aina vaatia tehostettu fosforinpoisto alusta alkaen niillä alueilla, joissa se ylipäätään katsotaan tarpeelliseksi. Esisaostus toimiva Toimivin fosforinpoistomenetelmä maasuodattamoille ja ilman fosforinpoistoa asennetuille biosuotimille näyttäisi nykytietämyksellä olevan fosforin saostaminen saostussäiliöihin kiinteistön sisälle asennettavalla kemikaalinsyötöllä. Järjestelmä on yksinkertainen, helposti valvottavissa ja säädettävissä sekä investointikustannuksiltaan suhteellisen edullinen. Käyttökokemuksia menetelmästä on noin viiden vuoden ajalta ja kokemukset ovat hyvin positiivisia. Esisaostusta käytettäessä on tärkeää saostussäiliöiden riittävän väljä mitoitus ja säännöllinen tyhjentäminen.