1/2011. Irtonumero 12. Biokaasulaitokset.

Transkriptio

1 1/2011 Irtonumero 12 Biokaasulaitokset

2 Osallistu nimikilpailuun!

3 VOL. LII JULKAISIJA Ympäristöviestintä YVT Oy Annankatu 29 A 18, Helsinki. Puhelin (09) KUSTANTAJA Talotekniikka-Julkaisut Oy Harri Mannila harri.mannila@talotekniikka-julkaisut.fi PÄÄTOIMITTAJA Timo Maasilta Maa- ja vesitekniikan tuki ry Annankatu 29 A 18, Helsinki timo.maasilta@mvtt.fi TOIMITUSSIHTEERI Tuomo Häyrynen Puistopiha 4 A 10, Espoo. Puhelin tuomo.hayrynen@talotekniikka-julkaisut.fi TILAUKSET JA OSOITTEENMUUTOKSET Taina Hihkiö Maa- ja vesitekniikan tuki ry Puhelin (09) , faksi (09) vesitalous@mvtt.fi ILMOITUKSET Harri Mannila Koivistontie 16 B, ESspoo. Puhelin harri.mannila@gmail.com tai ilmoitus.vesitalous@mvtt.fi TAITTO Jarkko Narvanne Puhelin PAINOPAIKKA FORSSA PRINT 2011 ISSN Asiantuntijat ovat tarkastaneet lehden artikkelit. TOIMITUSKUNTA VESITALOUS Minna Hanski dipl.ins. Maa- ja metsätalousministeriö Esko Kuusisto fil.tri, hydrologi Suomen ympäristökeskus, hydrologian yksikkö Riina Liikanen tekn.tri, vesihuoltoinsinööri Vesi- ja viemärilaitosyhdistys Hannele Kärkinen dipl.ins., ympäristöinsinööri Uudenmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus Saijariina Toivikko dipl.ins., vesihuoltoinsinööri Vesi- ja viemärilaitosyhdistys Riku Vahala tekn.tri., vesihuoltotekniikan professori Aalto-yliopisto, Teknillinen korkeakoulu Olli Varis tekn.tri, vesitalouden professori Aalto-yliopisto, Teknillinen korkeakoulu Erkki Vuori lääket.kir.tri, oikeuskemian professori Helsingin yliopisto, oikeuslääketieteen laitos Lehti ilmestyy kuusi kertaa vuodessa. Vuosikerran hinta on 55. 1/2011 Sisältö 4 Biokaasusta sähköä ja lämpöä muun uusiutuvan ohella MAURI PEKKARINEN Biokaasulaitokset 5 Mädätysprosessin muuttaminen mesofiilisesta termofiiliseksi ARI KANGAS JA SAKU LIUKSIA Termofiilinen mädätys voi olla yksi ratkaisu paikallisesti kasvaviin lietemääriin sekä tiukentuviin hygieniavaatimuksiin. Tutkimuksen perusteella mesofiilinen mädätysprosessi voidaan onnistuneesti muuttaa termofiiliseksi lyhyessä ajassa ilman, että syöttöpumppausta vähennetään. 10 Mesofiilisen ja termofiilisen mädätysprosessin vertailua ARI KANGAS JA CHARLOTTA LUND TERMOS-tutkimukseen kuuluneessa kokeessa termofiilinen prosessi tuotti keskimäärin 30 prosenttia enemmän kaasua kuin mesofiilinen prosessi. Toisaalta termofiilisesti käsitellyn lietteen kuivattavuus osoittautui käytetyn testin perusteella mesofiilista huonommaksi, ja myös rejektin laatu oli merkittävästi huonompaa. 17 Mädätyksen tehostaminen saneeraamalla JOUNI LILLMAN, HEIKKI SANDELIN JA JARMO HILTUNEN Eri puolilla Suomea jätevedenpuhdistamot ovat suunnittelemassa tai toteuttamassa investointeja energiatehokkuuden ja sähköomavaraisuuden parantamiseksi. Yksi merkittävimmistä kehityskohteista on jätevesilietteiden mädätyksen tehostaminen. 22 Onko biokaasusta liikenteeseen? PEKKA PEURA BIOMODE- hankkeessa tehty liiketoimintasuunnitelma osoittaa, että biokaasun liikennekäyttö voisi olla hyvin kannattavaa liiketoimintaa. Toistaiseksi biokaasua voi kuitenkin Suomessa tankata vain Laukaalla Erkki Kalmarin navetan kupeessa olevalla tankkauspisteellä. Miksi ihmeessä on näin? 24 Kierrätysravinteita biokaasulaitoksista TEIJA PAAVOLA, PETRI KAPUINEN, TAPIO SALO JA JUKKA RINTALA Biokaasulaitoksissa voidaan tuottaa uusiutuvan energian lisäksi erilaisia ravinnetuotteita ja orgaanisia lannoitevalmisteita, joista useimmat luokitellaan maanparannusaineiksi. Tuotannossa voidaan käyttää ympäristöteknologian yksikköprosesseja ja niiden yhdistelmiä. 32 Käytännön kokemukset biokaasulaitoksien rejektivesien koostumuksesta ja käsittelystä PÄIVI LEHTO Biokaasulaitoksen rejektivesien kuorman merkittävin osa koostuu mädätysreaktorista poistettavan mädätysjäännöksen kuivatuksessa muodostuvista vesistä. Rejektivesille on tyypillistä korkea typpipitoisuus, ja yhdyskuntajäteveteen verrattuna rejektivesi on huomattavasti konsentroituneempaa. 34 Vampulassa biokaasulaitos vastaa maaseudun, yhdyskuntien ja teollisuuden tarpeisiin 36 Tuoreet teknologiat muokkaavat biokaasun energiaksi TUULI TOIVIKKO 37 Ämmässuon kaatopaikkakaasusta sähköä ja lämpöä JUKKA SALMELA Hydrologia 40 Talven lumiolot ESKO KUUSISTO kehitystyö 42 Nepalin köyhimpiä kyliä heräteltiin vesihuoltoon IIRO-PEKKA AIROLA ajankohtaista Maailman vesitilastot vuorovaikutteisina netissä MIINA PORKKA JA MATTI KUMMU 47 Haja-asutusalueiden jätevesiasetus uuteen käsittelyyn 48 Drink Finland tehtävä Suomelle 49 In memoriam Pauli Koskenvaara 50 Vesitalouteen erityisosaamista uudentyyppisellä täydennyskoulutuksella 50 Maa ja vesitekniikan tuki lahjoitti miljoona euroa Aalto-yliopistolle 51 Yhdyskuntatekniikka 2011-näyttely kokoaa alan ammattilaiset Turkuun TUOMO HÄYRYNEN 52 Liikehakemisto 58 Abstracts 59 Biokaasusta sähköä? JUKKA LESKELÄ Tämän numeron kokosi Saijariina Toivikko saijariina.toivikko@vvy.fi Kannen kuva: Seuraavassa numerossa teemana on Kaavoitus ja maankäyttö. Vesitalous 2/2011 ilmestyy Ilmoitusvaraukset mennessä.

4 Biokaasusta sähköä ja lämpöä muun uusiutuvan ohella Pääkirjoitus Suomessa on sitouduttu lisäämään merkittävästi uusiutuvien energialähteiden käyttöä energian tuotannossa. EU:n niin sanotussa RES-direktiivissä Suomen uusiutuvan energian velvoitteeksi on asetettu 38 prosentin osuus energian loppukulutuksesta vuoteen 2020 mennessä, kun osuus vuonna 2005 oli 28,5 prosenttia. 38 prosentin haastava tavoite tullaan saavuttamaan hyödyntämällä monipuolisesti uusiutuvia energialähteitä. Merkittävimmät potentiaalit ovat metsästä peräsin olevassa energiassa, tuulivoimassa ja lämpöpumpuissa. Myös biokaasun käyttöä energiatuotannossa pyritään edistämään monella tavalla. Suomessa erilaisissa reaktorilaitoksissa tuotetusta biokaasusta ylivoimaisesti suurin osa tuotetaan yhdyskuntien jätevedenpuhdistamoiden yhteydessä olevissa biokaasulaitoksissa. Selvitysten mukaan puhdistamolietteeseen perustuva energiantuotanto on teoriassa mahdollista kaksinkertaistaa. Lisäksi vanhojen laitosten käyttöä voidaan tehostaa ja uusia rakentaa entistä enemmän jätevedenpuhdistamoiden ulkopuolelta tulevien jakeiden varaan. Suunniteltujen ohjauskeinojen avulla teoreettisesta biokaasupotentiaalista osa tulee varmasti hyödynnettäväksi. Uutena uusituvan energian ohjauskeinona eduskunta on viime joulukuussa hyväksynyt uusiutuvan energian tuotantotukilain, joka on tarkoitus saattaa voimaan keskeisiltä osiltaan valtioneuvoston asetuksella, kun Euroopan komissio on hyväksynyt tukijärjestelmään sisältyvän valtiontuen. Tuotantotukilailla taataan syöttötariffin muotoinen takuuhinta 12 vuodeksi muun muassa biokaasusta tuotetulle sähkölle. Takuuhinta koskee myös jäteveden puhdistamolietteestä tuotettua biokaasusähköä. Takuuhinta tulee olemaan 83,50 euroa megawattitunnilta. Takuuhinnan lisäksi maksetaan 50 euron suuruista lämpöpreemiota biokaasusta tuotetulle sähkölle, mikäli laitos tuottaa sähköä ja lämpöä yli 50 prosentin hyötysuhteella tai laitoksen tehon ollessa yli 1 MVA (megavolttiampeeria), yli 75 prosentin hyötysuhteella. Takuuhinta ja lämpöpreemio yhdessä tulevat nostamaan huomattavasti biokaasun kilpailukykyä sähkön ja lämmön yhteistuotannossa. Tuotantotukijärjestelmään hyväksyttävän voimalaitoksen tulee olla sähköteholtaan yli 100 kilovolttiampeeria ja voimalaitosten tulee olla uusia eivätkä ne saa sisältää käytettyjä osia. Myös takuuhinnan perusteena olevan sähkön tuottamiseen käytettävä biokaasu tulee olla tuotettu biokaasulaitoksessa, joka on uusi eikä sisällä käytettyjä osia. Muita järjestelmään hyväksymisen edellytyksiä ovat toiminnanharjoittajan taloudelliset ja toiminnalliset edellytykset ja se, ettei voimalaitos ole saanut muita valtiontukia. Vanhoina uusiutuvan energian ohjauskeinoina tullaan säilyttämään harkinnanvaraiset investointituet sekä entinen sähköverolain mukainen sähkön tuotantotuki, joka on siirretty eduskunnan hyväksymään uusiutuvan energian tuotantotukilakiin. Biokaasusta tuotetulle sähkölle maksetaan tukea 4,2 /MWh, jos voimalaitos ei kuulu tuotantotukijärjestelmään. Tähän kiinteään tukeen sekä investointitukiin voivat olla oikeutettuja myös vanhat biokaasulaitokset. Uusiutuvan energian tuotantotukijärjestelmään ja kiinteään sähkön tuotantotukeen liittyvät hallinnollisia tehtäviä hoitaa Energiamarkkinavirasto. Mauri Pekkarinen Elinkeinoministeri mauri.pekkarinen@eduskunta.fi Uusiutuvan energian investointitukia myönnetään edelleen Elinkeino- liikenne- ja ympäristökeskuksissa sekä Työ- ja elinkeinoministeriössä. Suomen uusiutuvan energian osuutta koskeva 38 prosentin tavoite on haastava. Kaikilla uusiutuvilla energialähteillä on tavoitteen saavuttamiseksi oma merkittävä roolinsa, myös biokaasulla. Vesitalous 1/2011

5 Mädätysprosessin muuttaminen mesofiilisesta termofiiliseksi Yhdyskuntajätevesilietteen käsittelyssä kiinnitetään yhä enemmän huomiota eri menet elmien ener giataloudellisuuteen ja liett eiden hyötykäyttöön ener gian tuotannossa. Liett eenkäsittelyn kustannukset muodosta vat yhdy skuntajätevedenpuhdistamoiden kustannuksista lähes yhtä suuren osan kuin itse jäteveden käsittely, joten lietteenkäsittelyn tehostamisessa on merkittävä säästöpotentiaali. Säästökohteita ovat esimerkiksi mädätysreaktioiden tehostaminen, optimoitu lietteenkuljetus, ja mädätyksen lämpötalous. ari kangas dipl.ins. Etelä-Suomen aluehallintovirasto Saku LiukSia dipl.ins., Kemira Oyj SYKE:n ja VTT:n yhteispr ojekti TERMOS on vuoden 2008 elokuusta lähtien paneutunut puhdistamolietteen käsittelyyn ja sen energiatehokkuuteen. Tutkimus keskittyi mädätysprosessin muuttamiseen mesofiilisesta prosessista termofiiliseksi, lietteen käsittelyn energiakäytön optimointiin ja lietteen koko käsittelyketjun energiataseen tarkasteluun. SYKE:n osuus projektista koostui lietteen mesofiilisen ja termofiilisen mädätysprosessin vertailevista pilot-mittakaavan koeajoista. Mädätys Suomessa syntyv ästä jätev esilietteestä noin 48 pr osenttia mädätetään. Verrattaessa anaerobista mädätystä muihin lietteen stabilointimenetelmiin ovat tärkeimmät hyödyt seuraavia: Biokaasun tuotto. Useimmilla laitoksilla prosessi on nettoenergian tuottaja. Ylimääräenergia voidaan käyttää lämmön- ja/tai sähköntuotantoon. Lietteen massan ja tilavuuden reduktio. Mädätyksessä hajonnut kiintoaine on usein prosenttia syötetyn lietteen kiintoainemäärästä. S tabiilisuus. Mädätyksen lopputuote on varastointikelpoiseksi stabiloitunutta lietettä, jonka hajuhaitat ovat vähentyneet. H ygienia. Mädätyksessä tapahtuu merkittävä patogeenisten mikrobien inaktivoituminen. Lietteen mädätyksen olennaisimmat haitat ovat seuraavia: Pitkä viipymä. Metaanibak teeri kanta edellyttää yli 10 päivän viipymää. Tyypillisesti vuorokautta Suhteellisen korkeat investointi kustannukset. Tarvitaan suuria reaktoreita ja niihin laitteistoja. Väkevät rejektivedet. Mädä te tyn ietteen kuivauksesta tuleva rejektivesi l sisältää kiintoainetta, liuenneita ja partikkelimuodossa olevia orgaanisia aineita, typpeä, fosforia sekä hajoamistuotteina runsaasti muita yhdisteitä. Rejektivedet on yleensä esikäsiteltävä ennen niiden johtamista jätevedenpuhdistamolle (Dohányos & Zábranská 2001). Mesofiilinen ja termofiilinen Puhdistamolietteen v allitsevana mädätysprosessina on mesofiilinen mädätys ( lämpötila C), s illä se on koettu helpommin hallittaviksi kuin termofiilinen pr osessi (lämpötila C), jota S uomessa pelkkään lietemädätykseen käyttää v ain yksi laitos. Merkittävinä termofiilisen pr osessin etuina mesofiiliseen nähden pidetään kuitenkin muun muassa lyhy em- 5

6 Kuva 1. Pilot-prosessin kaavio: 1. Syöttösäiliö, 2. Syöttöpumppu, 3. Mädätysreaktori, 4. Sekoitin, 5. Sekoittimen moottori, 6. Kaasun puskuripussi, 7. Lietteen ylivuotokaukalo, 8. Kaasun laatu- ja määrämittaus, 9. Lietteen poistoletku, 10. Kaasun poistoletku, pää viipymäaikaa (nopeampi hajoamisreaktio), suurempaa biokaasun saantoa sekä mädätetyn lietteen hygienisoitumista. Etenkin hygienian mer kitys korostuu, kun sille asetetaan v aatimuksia lietteen hyötykäytössä. Termofiilisessa mädätyksessä reaktiot tapahtuvat nopeammin kuin mesofiilisessa. N äin v oidaan tietyssä tilavuudessa päästä kor keampaan mädätysasteeseen ja pienempään mädätetyn lietteen määrään. Toisaalta tästä syystä voidaan myös käyttää pienempiä r eaktoreita. M yös v aahtoamisongelmat vähenevät. Nopeat prosessireaktiot edellyttävät tarkempaa ohjaustarvetta prosessihäiriöiden estämiseksi ja hallitsemiseksi. Lietteen ma aperähyödyntämisen kannalta termofiilinen mädätys hygienisoi lietteen riittäv ästi. Mesofiilisesti mädätetty liete on lisäksi hygienisoitava muulla tavoin. Energiataloudellisesti on tarkoituksenmukaisempaa mädättää liete mahdollisimman pitkälle ja ottaa talteen energiaa kuin esimerkiksi kompostoida se, jolloin energiahyötyä ei saada. Eri tutkimuksissa on kuitenkin saatu hyvin erilaisia ja ristiriitaisiakin tuloksia liittyen termofiilisen pr osessin paremmuuteen mesofiiliseen verrattuna. Yhtä mieltä ollaan kuitenkin yleisesti siitä, että termofiilinen pr osessi voi nopeampana prosessina nostaa laitoksen mädätyskapasiteettia (Zabranská et al. 2002, Sorensen et al. 1999). Lähtökohtaisesti termofiilinen mädätys on kalliimpi toteuttaa kuin mesofiilinen mädätys sen v aatiman suuremman lämmitystarpeen johdosta. O leellinen asia on kuitenkin kaasun tuotto. Jos se saadaan termofiilisella pr osessilla riittävän suureksi, voivat muutkin kuin energiataloudelliset hyödyt olla huomattavat. Kohonnut kaasun tuotto merkitsee suurempaa orgaanisen aineen hajoamista, mikä taas tarkoittaa pienempiä lietemääriä, pienempiä polymeerimääriä mädätetyn lietteen kuivauksessa ja pienempiä kuljetusmääriä vietäväksi loppusijoitukseen. Termofiilisessa mädätyksessä v oisi siis olla ratkaisu paikallisesti kasv a- viin lietemääriin sekä tiukentuviin hygieniavaatimuksiin. Ongelmana on termofiilisen prosessin outous v errattuna mesofiiliseen. Termofiilinen prosessi reagoi herkemmin olosuhteiden muutoksiin ja siksi niiden hallinta saattaa vaatia erityistä tarkkaavaisuutta, mutta perusteet myös termofiilisen prosessien hallinnalle ovat olemassa. TERMOS- mädätyskokeet Tutkimus tehtiin HSY Veden Espoon Suomenojan jätev edenpuhdistamolla sijaitsevalla Suomen ympäristökeskuksen tutkimusasemalla, jonne oli rakennettu kahdesta r eaktorista sekä mittaus-, seuranta- ja ohjausjärjestelmästä koostuv a pilot-laitteisto. Reaktorit olivat identtisiä yhden kuutiometrin kokoisia kaksilapaisilla pystysekoittimilla v arustettuja reaktoreita, joissa nestetilavuus oli 837 litraa ja kaasutilavuus noin 0,1 m³. Reaktoreiden ohjauksessa, ajossa, kontrolloinnissa, mittauksissa ja huollossa ei ollut er oa. Ainoa er o reaktoreiden välille tehtiin siinä, että toinen saatettiin toimimaan termofiilisenä toisen ollessa mesofiilinen. Siemenliete mädätyksen käynnistykseen ja sy öttöliete tutkimusta v arten saatiin S uomenojan jätev edenpuhdistamolta. SYKE:n tutkimusaseman yhtey dessä on käyttölaboratorio, jota käytettiin lietenäytteiden analysoimiseen. Mädätysreaktorien ympärille rakennettiin palamattomasta kankaasta kohdeilmanvaihdolla varustettu suojateltta, jolla ehkäistiin mädätyskaasujen leviäminen muualle tutkimushalliin. Jatkuvatoimisesti seuratut parametrit: Lämpötila Kaasun tuotto Kaasun koostumus (metaani, hiilidioksidi, rikkiyhdisteet) Syöttölietteen määrä Säännöllisesti määritettäviä parametr e- ja olivat: Syöttölietteen laatu (kuiva-aine, orgaaninen aine) Mädätetyn lietteen laatu (kuiva-aine, orgaaninen aine) ph ja alkaliteetti (kokonais- ja VFA) reaktoreissa Orgaaninen tilakuormitus V iipymä Lietteen hajoamisaste Mesofiilinen käynnistys Siemenliete ku mpaankin r eaktoriin haettiin S uomenojan puhdistamon mädättämöstä 1 m³:n lietekontilla, johon puhdistamon esisakeuttamosta pumpattiin lietettä homogenisoiv alla 6 Vesitalous 1/2011

7 repijäpumpulla. Kontista täytettiin reaktorien noin 200 litran sy öttösäiliöt aina tarvittaessa. Lietteen syöttö reaktoreihin tehtiin epäkeskor uuvipumpuilla kello-ohjatusti puolijatkuvana. Reaktorit eristettiin kauttaaltaan 50 mm paksulla vuorivillalla, jonka alle jäi lämmityskaapeli. Lämpötilan säätöön käytettiin ensisijaisesti tietokoneohjausta. Varajärjestelmänä oli omiin mittauksiinsa per ustuva epätarkempi termostaattisäätö. Lisäksi manuaalimittauksilla varmistettiin tietokonenäytön lukemat ja termostaatin säätöarvot. Mädätyksessä syntynyt kaasu johdettiin kaasun vir taama- ja pitoisuusmittareille ja sieltä ulkoilmaan. Reaktorilietteen poistokaukalossa syntyneet vähäiset kaasumäärät johdettiin suoraan letkujen avulla samaan poistoon. R eaktoreiden s uojateltan ul kopuolelle asennettiin lisäksi puhallin, jonka avulla teltan sisälle saatiin alipaine reaktorien mahdollisten kaasuvuotojen ulosjohtamista varten. Ennen siirtymää termofiiliseen prosessiin ajettiin kumpaakin pr osessia lähes 2 viikkoa mesofiilisena, jotta v armistuttiin prosessin vakaudesta ja että saatiin referenssimittaustietoja. Muutos termofiiliseksi Anaerobisen mädätysprosessin lämpötilan nosto mesofiiliselta (35 37 C) tasolta termofiiliselle (50 55 C) voidaan toteuttaa joko hitaasti asteittain, missä jokaisen lämpötilan-noston jälkeen annetaan prosessin stabiloitua, tai vaihtoehtoisesti nopeasti, jolloin lämpötila nostetaan suoraan halutulle tasolle ja annetaan pr osessin sen jälkeen stabiloitua. Molemmista lämmönnostotavoista on raportoitu sekä positiivisia että negatiivisia kokemuksia. TERMOS- hankkeessa syksyllä 2009 prosessimuutoksessa mesofiilisesta termofiiliseksi lämpötila päätettiin nostaa mahdollisimman nopeasti. Suurimpina perusteina oli se, että v aiheittaisesta lämpötilan nostosta ei ole rapor toitu huomattavia hyötyjä prosessin stabiiliuteen ja että lämpötila-alue C on osoittautunut epästabiiliksi. Lietettä pumpattiin reaktoreihin sekä käynnistys- että siir tymävaiheen aikana koko ajan sama määrä, 40,8 l/d, jolloin viipymä reaktoreissa oli 20,5 d. Kuva 2. Kaasuntuotto muutoksessa mesofiilisestä termofiiliseksi. Kuva 3. Biokaasun laatu muutoksessa mesofiilisestä termofiiliseksi (Kuvaajassa olevat poikkeamat johtuivat kaasun vastavirtauksista mittausyksikössä) Kuorman vaihtelut tulivat lietteen kuivaaineen ja orgaanisen aineen pitoisuuksien vaihtelusta. Orgaaninen kuormitus vaihteli välillä 1,9 2,2 kgvs/m³d. Termofiilinen lämpötila r eaktorissa 2 saavutettiin vuorokaudessa. Reaktori 1 jätettiin toimimaan mesofiilisella tasolla. Heti lämpötilan lähdettyä nousuun alkoiv at muutokset kaasun laadussa ja määrässä. Käynnistysprosessin tulokset ja kokemukset Välittömästi lämpötilan noston jälkeen biokaasuntuotto lähti hetkellisesti jyrkkään nousuun, mikä voidaan todeta kuvasta 2. Kyse ei liene siitä, että hieman normaalia mesofiilista lämpötilaa kor keammassa lämpötilassa (noin 40 C) kaasuntuotto olisi suurempi kuin tav anomaisessa mesofiilisessa lämpötilassa (35 37 C) v aan todennäköisempi selitys on se, että hiilidioksidi r eaktorin sisällä ei enää pysynyt liukoisena ja kasvatti näin ollen kaasuntuottoa. Tätä oletusta tukee myös kuvassa 3 esitettävä kaasun pitoisuuskuvaaja, josta ilmenee kaasumittareiden havaitsema samanaikainen hiilioksidipitoisuuden nousu. 7

8 Kuva. Biokaasun rikkivetypitoisuus muutoksessa mesofiilisesta termofiiliseksi Kuva 5. Alkaliteettisuhde muutoksessa mesofiilisestä termofiiliseksi Kaasuntuoton huippuar von (525 l/d) jälkeen käyrä lähti laskuun, pysähtyi noin 300 litraan päiv ässä ja lähti sen jälkeen uudestaan nousuun. Kaasuntuoton korkeat arvot osuvat samaan ajankohtaan haihtuvien rasvahappojen (VFA) pitoisuuden pienenemisen kanssa. Suureen kaasuntuottoon saattaa olla selitys siinä, että reaktorissa kumuloituneet rasv ahapot hajoav at kerralla suuressa määrin pois ja aiheuttavat siten suuren kaasuntuottolukeman. Asetaatti ja propionaatti hajoavat tyypillisesti eri aikaan, mutta tässä tutkimuksessa niiden pitoisuuksia ei mitattu erikseen. Vaihtelevia kaasuntuottoar voja v oi selittää my ös sisään sy ötettävän lietteen laadun v aihtelu. S amaa lietettä mädätyspr osesseissaan käyttäv ällä Suomenojan puhdistamolla hav aitaan yleisesti jopa 30 prosentin eroja päivittäisissä kaasuntuottolukemissa. Kirjallisuuteen verrattaessa käyttäytyi biokaasuntuotto tässä kokeessa samalla tavalla. Bouskován et al. (2005) suorittamassa kokeessa biokaasuntuotto romahti minimiar voonsa kahden päivän sisällä lämpötilannostosta, kaasuntuotto lähti parantumaan 8 päivää lämpötilannoston jälkeen ja saavutti selvästi normaalia suuremman arvon 17 päivän jälkeen. Myös tässä kokeessa v oidaan havaita kaasuntuoton piikki 17 päiv ää lämpötilannoston jälkeen. Biokaasun koostumuksen osalta (Kuva 3) hav aitaan metaanipitoisuuden lasku välittömästi lämpötilannoston jälkeen ja minimipitoisuus 39,5 prosenttia saav utettiin 7 päivää lämpötilannoston jälkeen. B iokaasun hiilidioksidipitoisuus käyttäytyi käänteisesti metaanipitoisuuden kanssa. Hiilidioksidipitoisuus lähti lämpötilannoston jälkeen nousemaan ja saavutti maksiminsa 60,2 pr osenttia samaan aikaan kun metaanipitoisuus miniminsä. Pitoisuudet palautuiv at v ähitellen lämpötilan nostoa edeltäneen stabiilin tilanteen tasolle, missä kaasujen pitoisuudet olivat luokkaa % CH 4 ja % CO 2. Kaasun laadun suhteen termofiilisen prosessin katsotti in saavuttaneen stabiilin tilan kolme viikkoa lämpötilan nostamisen jälkeen, jolloin metaani- ja hiilidioksidipitoisuuksien vaihtelut olivat pysyneet vähäisinä (< 10 %) viikon ajan. Biokaasun metaanipitoisuus käyttäytyi samalla tavalla kuin Bouskován et al. (2005) kokeessa. H eillä metaanipitoisuus saavutti minimiar vonsa (32 %) 11 päiv ää lämpötilannoston jälkeen, mutta lähti nopeasti nousemaan j a pa lautui v iikossa ai kaisemmalle tasolle. Biokaasun rikkivetypitoisuudet lähtivät termofiiliseen lämpötilaan siirryttäessä jyrkkään nousuun noin 4 päivää lämmönnoston jälkeen. Rikkivetypitoisuus saavutti maksimiar vonsa 129 ppm alle viikossa, minkä jälkeen pitoisuudet lähtivät nopeasti laskuun. K uvaajan 4 lopun nolla-ar vot johtuv at viallisesta mittauskennosta. Alkaliteettisuhde (haihtuvien happojen alkaliteetin, VFA suhde kokonaisalkaliteettiin, TA) nousi v astaavasti siirr yttäessä termofiiliseen pr o- sessiin. (K uva 5.) Alkaliteettisuhde oli viikon kuluttua kor keimmillaan ylittäen stabiilin pr osessin raja-ar von 0,25 ja vaihdellen välillä 0,21 0,26. Suhdeluku laski kuitenkin kolmessa viikossa arvoon 0,10 0,15 ilman, että reaktorin syöttöön olisi puututtu. Vastaavia tuloksia saiv at my ös 8 Vesitalous 1/2011

9 Iranpour et al. (2001), mutta he keskeyttivät syötön kokonaan VFA- pitoisuuden lähtiessä nousuun reaktorissa. Heidän tutkimuksessaan VFA/TA suhde nousi jopa suur emmaksi kuin 0,50, mutta laskeutui ajan my ötä tasolle 0,1. Uusi käynnistys TERMOS- hankkeessa pidettiin pr o- sessien kuormituskokeiden v älissä keväällä 2010 pieni huoltotauko, jonka jälkeen prosessit käynnistettiin uudestaan ja muutos mesofiilisesta mädätysprosessista termofiiliseksi toistettiin samalla tavoin kuin ensimmäisessä muutoksessa. Tulokset olivat hämmästyttävän samanlaisia. Kaasuntuotannon ja laadun mu u- tokset olivat identtisiä, alkaliteettisuhteen muutos ja rikkiv etypitoisuuden nousu olivat jonkin v erran lievemmät, mutta täsmälleen samanaikaiset. M yös prosessin stabiloituminen tapahtui ajallisesti samalla lailla. Käynnistysyhteenveto Tämän tutkimuksen perusteella mesofiilinen mädätyspr osessi v oidaan onnistuneesti muuttaa termofiiliseksi lyhyessä ajassa ilman, että sy öttöpumppausta vähennetään. Nopea lämpötilannosto osoittautui hyväksi valinnaksi ja sillä oletetusti v ältettiin termotoleranttisen mesofiilisen bak teerikannan muodostuminen. Termofiilisen prosessin stabiloitumiseen meni kolme viikkoa: yksi viikko huononemista, yksi viikko paranemista ja yksi viikko stabiloitumista. Termofiilisen bakteerikannan muodostuminen ja toimiminen koereaktorissa osoittautui my ötäilevän sitä linjaa, jota aiemmissa tutkimuksissa on raportoitu. H aihtuvien rasv ahappojen pitoisuus nousee lämpötilan noston jälkeen, mutta ei aiheuta reaktorin liiallista happamoitumista v aan prosessi saavuttaa tasapainon asidogeenisten ja metanogeenisten bakteerien välillä. Tilanteessa, jolloin VFA/TAsuhde nousi huolestuttav an korkealle (yli 0,25), harkittiin lietteen syötön vähentämistä. R eaktorin happamoitumiselta kuitenkin v ältyttiin vaikka kuormitusta ei siirtymävaiheessa muutettu. VFA-pitoisuus sekä VFA/TAsuhde ovat tärkeitä parametreja, joita seuraamalla tiedetään bakteerien välisestä tasapainosta ja voidaan reagoida mahdollisen r eaktorin happamoitumisen ehkäisemiseksi. VFA/TA- suhteen kohotessa pitää alkaliteettititraus pystyä suorittamaan mahdollisimman usein. Seurantaan ja näyteanalyysien tekemiseen riitti reaktorien lämpömittarit, kaasun pitoisuus- ja määrämittarit sekä titrausvälineistö. Haihtuvien rasvahappojen tar kempi seuranta esimerkiksi automaattisesti näytteitä ottav alla puolijatkuvalla kaasukromatografilla on epäilemättä tulev aisuutta mädättämöiden ohjauksessa. Kirjallisuus Bousková, A. & Dohányos, M. & Schmidt, J.E. & Angelidaki, J Strategies for changing temperature from mesophilic to thermophilic conditions in anaerobic CSTR reactors treating sewage sludge. Water Research 39. s Iranpour, R. & Oh, S. & Kim, H. & Eldridge, M. & Marashi, C. & Shao, Y. & Wilson, T. & Stenström, M.K. & Ahring, B.K Startup and stabilization of thermophilic digestion at Terminal Island treatment plant. Teoksessa: Biosolids 2001: Building public support, Proceedings of WEF/AWWA/CWEA Joint residuals and biosolids conference [CD- ROM]; San Diego, California. Dohányos, M. & Zábranská, J Anaerobic digestion. Teoksessa: Spinosa, L. & Vesilind, A. (toim) Sludge into biosolids. Processing, disposal and utilization. London, UK. S ISBN Zábranská, J. & Dohányos, M. & Jenícek, P. & Zaplatílková, P. & Kutil J The contribution of thermophilic anaerobic digestion to the stable operation of wastewater sludge treatment. Water Science and Technology 46(45): IWA Publishing 2002 Sorensen, J., Tholstrup, G. & Andreasen, K Anaerobic digestion and thermal hydrolysis to reduce production of sludge in WWTPs. Vatten 55(1): Lund, Sweden. Hallitsemme vesihuollon koko elinkaaren. FCG:n suunnittelema Kakolanmäen jätevedenpuhdistamo voitti vuoden 2009 RIL-palkinnon. FCG Finnish Consulting Group Oy FCG Hyvän elämän tekijät Vesitalous_2011_180x60.indd :23:08 9

10 Mesofiilisen ja termofiilisen mädätysprosessin vertailua SYKE:n ja VTT:n yhteisprojektissa TERMOS Ener giatehokas lietteenkäsittely tutk imuksen ta voitteena oli k ehittää puhdistamoiden liett eenkäsittelyä ja optimoida jä tevedenpuhdistuksen ener - giantuotantoa ja -k äyttöä. Projektissa selvitettiin mahdollisuuksia tehostaa puhdistamolle tulevan orgaanisen aineen talteenottoa ja käsittelyketjua, lietteen mädätysprosessia ja siitä saa tavan energian hyötykäyttöä. Tavoitteena on ollut saada aik aan ratkaisu, jossa lietteet hyödynnetään aineena tai ener giana mahdollisimman t e- hokkaasti, ympäristöystävällisesti ja kustannustehokkaasti. ari kangas dipl.ins. Ylitarkastaja, Etelä-Suomen aluehallintovirasto ari.kangas@avi.fi Tutkimus toteutettiin pilot-mittakaavan tutkimuksena sekä järjestelmäanalyysina. VTT:n osuus ja erityisesti siihen kuuluneet energiatasetar kastelut, joissa käytettiin lähtötietoina muun muassa koeajojen tuloksia, esitetään Vesihuoltopäivillä H ankkeen lopputuloksena muodostuu pilotoitu toimintamalli, jonka energia- ja ympäristötehokkuus on ar vioitu alustavine kustannusarvioineen. Vertailevat pilot-mittakaavan koeajot Pilot-reaktoreiden koeajot kestivät kaiken kaikkiaan yhteensä noin 15 kuukautta. K oeajoissa r eaktoreiden toimintaa verrattiin keskenään v aihtelemalla sy ötettävän lietteen määrää ja laatua. Pilot-kokeiden per usteella oli tarkoitus saada perusteet prosessin mitoittamiselle. Lisäksi tar kastelun kohteena oli pr osessin käynnistyvyys ja stabiilisuus. Erityisselvitykset tehtiin seuraavista: Erotusveden laatu Mädätetyn lietteen kuivattavuus Mädätetyn lietteen hygieeniset ominaisuudet Mädätetyn lietteen haju (VTT) Kaasun koostumus, mm. vety ja VOC-yhdisteet (VTT) CHarLOTTa LunD dipl.ins. Tutkimusosapuolten toimenjako projektin lähtötilanteessa: VTT Lietteen käsittelyketjujen energiataseselvitys ja vertailu Kaasun laatumittaukset Lietteiden hajumääritykset ja vertailu Mädätyslaitteiston materiaalitutkimus korroosioselvitys Lietteenkäsittelyn energiatehokkuuteen liittyvät liiketoimintamahdollisuudet SYKE Meso- ja termofiilisen mädätysprosessin vertailevat koeajot - kuormitus - viipymä - lietteen esikäsittely - lietteen hygienia - lietteen kuivattavuus - rejektivesien laatu Esisaostustarkastelu (tekijä: FCG Oy) - vaikutus mädätykseen (lietteen määrä ja laatu) - vaikutus ilmastuksen energiankulutukseen - vaikutus typenpoistoon 10 Vesitalous 1/2011

11 Lisäksi VTT selvitti korr oosiokysymyksiä pilot- reaktoreihin aset ettujen koekappaleiden avulla. Tyypillisistä mädättämörakenteiden materiaaleista (teräs, r uostumaton teräs, epoksipinnoitettu betoni) valmistetut koekappaleet asetettiin reaktoreihin niin, että osa kappaleesta oli kaasutilassa ja osa lietteessä. K oekappaleiden k orroosiotarkastelut tehtiin määräv älein pr osessikoeajojen edetessä. 1 m³ 1 m³ Kuva 1. Toisen kuormituskoejakson syöttöjärjestelyt. Taulukko 1. Ensimmäisen kuormituskoejakson vaiheet. 1. Kuormituskoejakso Viipymä Orgaaninen kuorma aika [d] [kgvs/m³d] 1. vaihe ,4 2,36 2. vaihe ,7 2,56 3. vaihe ,7 2,70 4. vaihe ,1 3,30 5. vaihe ,2 4,35 Taulukko 2. Toisen kuormituskoejakson vaiheet. 2. Kuormituskoejakso Viipymä Orgaaninen kuorma aika [d] [kgvs/m³d] 1. vaihe ,7 1,61 2. vaihe ,5 1,76 3. vaihe ,0 2,58 Koeajojen vaiheet Mädättämöiden kuormituskokeen tavoitteena oli selvittää termofiilisen ja mesofiilisen mädätysprosessin kuormitettavuus ja kuormituser ojen vaikutus prosessiin. Kuormitusta nostettiin v aiheittain etukäteen määritellyn orgaanisen tilakuorman ja hy draulisen viipymän perusteella. Kuormituskoe tehtiin kahdessa jaksossa. E nsimmäisessä jaksossa käytettiin suoraan S uomenojan jätevedenpuhdistamon mädättämöiden syöttölietettä ja toisessa v aiheessa liete ensin esikäsiteltiin ennen sy öttöä koereaktoreihin. Syöttöliete oli käynnistysv aiheessa noudettu kuution kontilla kerran tai kaksi kertaa viikossa ja lietekontin siirtoon käytettiin pientä peräkärr yllistä traktoria. Kun liete näytti alkav an fermentoitua kuljetuskontissa, siirr yttiin vertailevien koeajojen ensimmäisen vaiheen aikana noutamaan tuor etta syöttölietettä kaikkina työpäivinä pienemmissä erissä. Toisessa kuormituskoejaksossa tätä fermentoitumisilmiötä haluttiin hy ö- dyntää ja syöttölaitteisto järjestettiin sellaiseksi, että käytettiin kahta sy öttösäiliötä. Liete pumpattiin Suomenojan puhdistamon sakeuttamosta ja se sai vuorotellen fermentoitua toisessa säiliössä 2 3 päivää, minkä jälkeen erottunut lietevesi johdettiin pois ja fermentoitunut, sakeutunut ja sekoitettu liete syötettiin koereaktoreihin sillä aikaa kun toinen syöttösäiliö vuorostaan toimi esikäsittelyreaktorina (Kuva 1). Kuormitusvaiheet etenivät hyvin stabiilisti ja muutokset pr osessiin tehtiin ainoastaan muuttamalla sy öttöpumppausten kestoja. S yöttöpumppauksen rytmi pysyi samana ja pumppujen tuotto määritettiin useasti kuormituskokeen aikana. Näytteenotossa noudatettiin ohjelmaa, johon tehtiin tarvittaessa muutoksia r esurssien ja tutkimusaseman muun toiminnan puitteissa. Suurimmat ongelmat muodostuivat jatkuvatoimisten mittausten ylläpidosta. Jo ensimmäisen kuormituskokeen aikana kaasun laatumittaus osoittautui epävarmaksi. Sinänsä mittaus oli tar k- ka ja luotettava, mutta ohjausohjelman virheiden vuoksi mittaus meni luvattoman usein pois päältä. Korjausta asiaan haettiin molempien kuormituskokeiden keston ajan. Toisen kuormituskokeen aikana my ös kaasun määrämittaus alkoi juuttua paikoilleen syystä, jota ei täysin aukottomasti ky etty selvittämään. Riittävien huoltojen avulla kokeet saatiin kuitenkin ajettua loppuun asti. Syöttölietteen pumppauksessa oli tukoksia muutamaan otteeseen koejaksojen aikana, mutta ei siinä määrin, että se olisi muodostunut ongelmaksi. Prosessin kuormittaminen Orgaaninen kuorma eri jaksojen eri R1 R2 kuormitusvaiheille määritettiin etukäteen olettaen, että sy öttölietteen kuiva-ainepitoisuus TS on keskimäärin 6 pr osenttia ja kuiv a-aineen orgaanisen aineen osuus on keskimäärin 65 prosenttia. Ensimmäisessä jaksossa oli viisi kuormitusvaihetta, joista jokainen kesti noin kolme viikkoa. Tarkoituksena oli lopulta ylikuormittaa prosessi, jolloin sen sietokyky selviäisi. Ensimmäisen kuormituskoejakson toteutuneet kuormitusvaiheet käyvät ilmi taulukosta 1. Toisen kuormituskoejakson aikana tavoitteena oli pyr kiä korkeampiin kuormituksiin sen avulla, että sy öttöliete sakeutui esikäsittelyn aikana, kun erottunutta lietevettä poistettiin. Toisen jakson kuormitusvaiheet on esitetty taulukossa 2 ja siitä huomataan, että sakeutumisesta huolimatta kuormituksissa ei päästy ensimmäistä koejaksoa korkeammille tasoille. Kuormituskoejaksojen tulokset ensimmäinen kuormitusjakso Termofiilinen prosessi tuotti ensimmäisen kuormituskoejakson aikana sekä absoluuttisesti että suhteutetusti enemmän kaasua kuin mesofiilinen pr osessi. Ero pienentyi viipymän lyhenemisen myötä. (Kuvat 2 ja 3). 11

12 0,250 Termofiilinen/mesofiilinen mädätys kaasutuotanto/syötetty VS [m 3 /kgvs] 0,200 0,150 [m³/kgvs] 0,100 Mesofiilinen Termofiilinen 0,050 0,000 Viipymä 19,4 d, org.kuorma 2,36 kgvs/m3d Viipymä 16,7 d, org.kuorma 2,56 kgvs/m3d Viipymä 14,7 d, org.kuorma 2,70 kgvs/m3d Viipymä 13,1 d, org.kuorma 3,30 kgvs/m3d Viipymä 11,2 d, org.kuorma 4,35 kgvs/m3d Kuva 2. Kaasuntuotto ensimmäisen kuormituskoejakson aikana. 0,450 Termofiilinen/mesofiilinen mädätys kaasutuotanto/vsreduktio [m 3 /kgvs red ] 0,400 0,350 0,300 [m³/kgvsred] 0,250 0,200 Mesofiilinen Termofiilinen 0,150 0,100 0,050 0,000 Viipymä 19,4 d, org.kuorma 2,36 kgvs/m3d Viipymä 16,7 d, org.kuorma 2,56 kgvs/m3d Viipymä 14,7 d, org.kuorma 2,70 kgvs/m3d Viipymä 13,1 d, org.kuorma 3,30 kgvs/m3d Viipymä 11,2 d, org.kuorma 4,35 kgvs/m3d Kuva 3. Kaasunmuodostus hajonneesta orgaanisesta aineesta ensimmäisen kuormituskoejakson aikana. 12 Vesitalous 1/2011

13 Kirjallisuudessa esi tettyjä ty ypillisiä ar voja kaasuntuotannolle hajonnutta orgaanista ainetta kohti o vat esimerkiksi 0,75 1,12 m³/kgvsred ( Tchobanoglous et al. 2003) sekä 0,8 1,1 m³/kgvs red ( Vesilind ja Rooke 2003). E nsimmäisen kuormituskoejakson ai kana te rmofiilisessa reaktorissa oli toisessa kuormitusv aiheessa kaasuntuotanto hajonnutta orgaanista ainetta kohti suurimmillaan 0,385 m³/kgvs red, minkä jälkeen se hiipui tasaisesti. M esofiilisessa reaktorissa maksimi 0,287 m³/kgvs red saavutettiin kolmannessa kuormitusv aiheessa. Luvut ovat merkittävästi kirjallisuudessa esitettyjä pienempiä. Koska suhteellinen kaasuntuotanto ensin kasvaa ja sitten pienenee, v oisi päätellä että optimaalinen viipymä, eli mahdollisimman pieni viipymä jolla tuotetaan mahdollisimman suuri määrä kaasua, löytyisi käännepisteestä. Tämä tarkoittaisi että optimaalinen viipymä mädätysprosessille suhteutetun kaasutuotannon per usteella olisi noin 15 päivää. Kuvassa 4 on vielä tarkasteltu kaasuntuoton suhdetta termofiilisen ja mesofiilisen mädätyksen välillä. Tuottosuhde on laskettu sekä absoluuttisesta kaasuntuotosta että kaasuntuotosta hajonnutta orgaanista ainetta kohti. Kuvasta havaitaan, että termofiilisen prosessin hy öty v ähenee pienemmän viipymän myötä. Kuormituskoejaksojen tulokset toinen kuormitusjakso Toisen kuormituskoejakson aikana kaasuntuotto hajonnutta orgaanista ainetta kohti oli vastaavalla tasolla kuin kirjallisuudessa, mutta termofiilinen prosessi ei enää tuottanutkaan kaasua enemmän. Kaasuntuotannossa syötettyä orgaanista ainetta kohti ei saatu tuloksissa näkyviin viipymän v aikutusta samalla tav alla kuin ensimmäisen kuormituskoejakson aikana. S en sijaan kaasuntuotanto hajonnutta orgaanista ainetta kohti kääntyi laskuun, kun viipymä reaktorissa oli alle 17,5 d. (Kuvat 5 ja 6). Tulosten erilaisuuteen eri kuormitusjaksojen välillä voi olla v aikuttaneena tekijänä virtaamamittauksen epäluotettavuus, mutta v arsinaisesti ainoa er oavuus kahden kuormituskoejakson välillä oli esifermentaatio, jonka merkitystä on syytä tarkastella. Esifermentaatio Toisen kuormituskoejakson aikana syöttölietteen annettiin hydrolysoitua syöttösäiliössä ennen pumppaamista r eaktoriin eli toteutettiin esifermentaatio. Fermentoituminen sai aikaan orastavan kaasunmuodostuksen, joka aiheutti flotaatioilmiön syöttösäiliössä. Näin syöttölietteestä erottui lietevettä ja liete saatiin sakeutettua. Sakeutumista tapahtui jokaisella esifermentointikerralla ja keskimäärin syöttölietteen sakeus nousi 1,4 prosenttiyksikköä (Kuva 7). Lietteen sakeutumisen lisäksi esifermentaatiossa tapahtui myös lietteen laatumuutoksia. Fermentaatiossa muodostuvia orgaanisia yhdisteitä määritettiin kaksi kertaa lieteveden VFA-alkaliteettititrauksella. Kun lietteen kiintoaineprosentti saatiin nousemaan autoflotaatiolla, ph laski ja haihtuvien happojen määrä lietevedessä nousi merkittävästi (taulukko 3). F ermentoitunut liete sisälsi näin ollen enemmän helposti hajoavia orgaanisia yhdisteitä. Tämä voi olla selitys 1,60 Kaasuntuottosuhde termofiilinen/mesofiilinen mädätys 1,40 1,20 1,00 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Viipymä 19,4 d, org.kuorma 2,36 kgvs/m3d Viipymä 16,7 d, org.kuorma 2,56 kgvs/m3d Viipymä 14,7 d, org.kuorma 2,70 kgvs/m3d Viipymä 13,1 d, org.kuorma 3,30 kgvs/m3d Viipymä 11,2 d, org.kuorma 4,35 kgvs/m3d Abs. Kaasutuotanto Kaasutuotanto/haj. VS Kuva. Kaasuntuottosuhde termofiilisen ja mesofiilisen mädätyksen välillä ensimmäisen kuormituskoejakson aikana. 13

14 0,45 Termofiilinen/mesofiilinen mädätys kaasutuotanto/syötetty VS [m 3 /kgvs] 0,40 0,35 0,30 [m 3 /kgvs] 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0,00 Viipymä 19,7 d, org.kuorma 1,61 kgvs/m3d Viipymä 17,5 d, org.kuorma 1,76 kgvs/m3d Viipymä 15,0 d, org.kuorma 2,58 kgvs/m3d Mesofiilinen Termofiilinen Kuva 5. Kaasuntuotto toisen kuormituskoejakson aikana. 1,40 Termofiilinen/mesofiilinen mädätys kaasutuotanto/vsreduktio [m 3 /kgvs red ] 1,20 1,00 [m 3 /kgvsred] 0,80 0,60 0,40 0,20 0,00 Viipymä 19,7 d, org.kuorma 1,61 kgvs/m3d Viipymä 17,5 d, org.kuorma 1,76 kgvs/m3d Viipymä 15,0 d, org.kuorma 2,58 kgvs/m3d Mesofiilinen Termofiilinen Kuva 6. Kaasunmuodostus hajonneesta orgaanisesta aineesta toisen kuormituskoejakson aikana. 1 Vesitalous 1/2011

15 siihen, miksi termofiilisella mädätyksellä ei saatukaan samanlaista etua kuin ensimmäisen kuormituskoejakson aikana. Vaikka esifermentaatiolla ei lietteen sakeutta ky ettykään nosta maan mer - kittävästi, on se silti mielenkiintoinen jatkotutkimuskohde, koska se v oidaan toteuttaa ilman käyttökustannuksia. Esifermentaatio parantaa kaasun tuottoa ja siinä erotettu lietevesi sisältää helposti hajoavia orgaanisia yhdisteitä esimerkiksi käytettäväksi typenpoiston hiilenlähteenä, mutta sen ammoniumtyppipitoisuus on vain enintään 1,5-kertainen tulevaan jäteveteen verrattuna. Lietteen hygienisoituminen Lietteen hygienisoitumista mädätyksessä tutkittiin kahdella eri viipymällä. Näytteet otettiin sy öttölietteen lisäksi sekä termofiilisesta että mesofiilisesta mädätyksestä, joissa oli sama viipymä. Näytteistä määritettiin lannoitev almistelainsäädännön hygieniaindikaattorit: E.coli (enintään pmy/g) ja Salmonella (ei todettavissa). Ensimmäisellä näy tteenottokerralla viipymä mädätysr eaktoreissa oli 14,7 päivää ja toisella k erralla 13,1 päivää. Tulokset on esitetty taulukossa 4. tui lietteen hygienisoitumisen kannalta riittäväksi, mutta aineisto on hyvin vat kuitenkin yksiselitteiset (Kuva 8). vaittu merkittävää hajontaa. Tulokset oli- rajallinen. CST-mittaukset tulosten arvot olivat vähintään kaksinkertaiset termofiilisesti mädätetylle lietteelle. Pienet CST-ar- Lietteen kuivattavuus ja rejektit vot tarkoittavat, että lietteet vapauttavat Eri mädätysprosessien lietteiden kuiv attavuutta selvitettiin CST -määrityksillä. posti kuivautuvia. Vastaavasti vaikeasti nesteen helpommin, joten ne ovat hel- Määrityksiä tehtiin neljänä näytteenottopäivänä kesän 2010 aikana, jolloin r e- korkeita. Huolimatta CST-mittausten kuivautuvilla lietteillä CST -arvot ovat aktoreissa viipymä oli 19,7 d ja kuorma toistettavuusongelmista, on esitetty, että 1,61 kgvs/m³d. CST-määrityksiä tehtiin sen tulokset edustavat parhaiten nykyisin yleisimmin käytettyä linkokuivaus- Tulosten mukaan termofiilinen prosessi j a 15 pä ivän vii pymä os oittau- koska menetelmän v alidoinnissa oli hamenetelmää. (Pan et al. Lietteen aina sakeutus 6 rinnakkaista esifermentaatiossa kustakin näytteestä, autoflotaatiolla 2003) 7 Taulukko 3. Sakeuden ja alkaliteetin muutos esifermentaatiossa. TS [%] alk. [mmol/l] VFA [mmol/l] ph ennen 5,2 13,49 3,62 6,83 jälkeen 8,3 34,82 15,98 6,52 ennen 4,1 12,88 4,5 6,93 jälkeen 6,6 32,88 15,34 6,60 Taulukko. Lietteen hygienisoituminen mädätyksessä. Syöttöliete Mesofiilinen Termofiilinen viive 14,7 d E.coli [pmy/g] Salmonella todettu todettu ei todettu viive 13,1 d E.coli [pmy/g] Salmonella todettu todettu todettu TS [%] Ennen Jälkeen Kuva 7. Lietteen sakeutuminen esifermentaatiossa toisen kuormituskoejakson aikana. 15

16 1000 CST mittausten keskiarvot ja hajonnat Mesofiilinen Termofiilinen Kuva 8. CST-mittaukset mesofiilisesti ja termofiilisesti mädätetystä lietteestä. Lietteen kuivauksesta tulevat rejektivedet ovat osoittautuneet useissa mädätyslaitoksissa ongelmallisiksi. Niiden eroa mesofiilisen ja termofiilisen mädätyksen välillä tutkittiin sentrifugoimalla lietenäytteet ja tekemällä määritykset supernatantista. Näytteitä otettiin 11 ker taa ja niissä johdonmukaisesti termofiilisen lietteen rejektivedessä ammoniumtyppipitoisuus oli 30 prosenttia suurempi kuin mesofiilisen lietteen (1 300 mg/l vs mg/ l). COD Cr -arvo oli puolestaan termofiilisen lietteen r ejektivedessä 3,4-ker tainen verrattuna mesofiilisen lietteen r e- jektin COD Cr -arvoon (5 660 mg/l vs mg/l). Lietteen viipymällä reaktorissa ei ollut vaikutusta. Silmämääräisesti termofiilisen lietteen sentrifugoinnin supernatantti oli lähes läpinäkymättömän mustaa verrattuna mesofiilisen lietteen sentrifugoinnin supernatantin kir kkaaseen ruskeaan väriin. Mesofiilisen ja termofiilisen prosessin vertailu Ensimmäisen koejakson per usteella termofiilinen pr osessi tuotti keskimäärin 1,3-kertaisesti enemmän kaasua kuin mesofiilinen prosessi. Siten termofiilinen prosessi hajotti my ös orgaanista ainetta mesofiilista tehokkaammin (enimmillään 14 pr osenttia suurempi reduktio). Yleisesti ottaen optimaaliseksi viipymäksi prosessissa saatiin lämpötila-alueesta riippumatta noin 15 päiv ää. Ero prosessien välillä pieneni viipymän lyhentyessä. Termofiilisella pr osessilla ky ettiin hygienisoimaan liete viipymän ollessa vähintään 15 d. Termofiilisesti käsitellyn lietteen kuiv attavuus osoittautui käytetyn testin per usteella mesofiilista huonommaksi, ja my ös rejektin laatu oli merkittävästi huonompaa. Kirjallisuus Toisella kuormituskoejaksolla orgaanisen aineen r eduktiossa noin 15 prosentin ero termofiilisen eduksi säilyi vaikka se ei näkynyt mesofiilisen ja termofiilisen kaasuntuoton mittauksissa. Kaasun yksikkötuotot oliv at toisella kuormituskoejaksolla mer kittävästi paremmat kuin ensimmäisellä ja ne vastaavat kirjallisuuden laitosmittakaavan tu loksia. Ai noana erona kuormituskoejaksojen välillä oli lietteen hydrolyysiesikäsittely, joka osoittautui mielenkiintoiseksi fermentaation, flotaatiosakeutuksen ja hiilipitoisen l ieteveden t uottamisen yh distelmäksi. Pan, J.R., Huang, C., Cherng, M., Li, K.-C., Lin, C.-F.: Correlation between dewatering index and dewatering performance of three mechanical dewatering devices, Advances in Environmental Research, Vol. 7, Issue 3, May 2003, Pages Tchobanoglous, George, Burton, Franklin L, Stensel, H. David: Wastewater engineering: treatment and reuse / Metcalf & Eddy, Inc., 4. painos, McGraw-Hill, Boston 2003, s. Vesilind, Aarne P., Rooke, R. L.: Wastewater Treatment Plant Design, Water Environment Federation, USA 2003, 470 s. 16 Vesitalous 1/2011

17 Mädätyksen tehostaminen saneeraamalla JOuni LiLLMan Tekninen johtaja, Lahti Aqua Oy Heikki SanDeLin Käyttöpäällikkö, Tampereen Vesi JarMO HiLTunen Käyttöpäällikkö, Kuopion Vesi E-mai: Eri puolilla Suomea jä tevedenpuhdistamot o vat suunnittelemassa tai t oteuttamassa in vestointeja energiatehokkuuden ja sähköomavaraisuuden parantamiseksi. Y ksi merkittävimmistä kehityskohteista on jätevesilietteiden mädä tyksen t ehostaminen. Saneerausprojekteja on toteutettu esimerk iksi Lahdessa, Tampereella ja Kuopiossa. Kariniemen jätevedenpuhdistamon saneeraus Lahti Aqua Oy:n Kariniemen jätevedenpuhdistamon lietteen sakeutus ja mädätys saneerattiin vuosina Ali-Juhakkalan jätevedenpuhdistamolla toteutettiin samat tehostamistoimenpiteet jo aiemmin, vuosina Ali-Juhakkalan jätevedenpuhdistamolla mädättämöiden saneerausta edelsi laitoksen biologisen osan laajennus ja muutos typenpoistolaitokseksi. Puhdistamon vesimäärä ja kuormitus lisääntyivät Hollolan kunnan ja Hartwall Oy:n jätevesien myötä. Tehostamistoimenpiteiden tar koituksena oli kehittää puhdistamon toimintaa ja uusia käyttöikänsä lopussa olevia laitteita. M ädättämön toiminnan tehostamisella pyrittiin lisäämään kaasumäärää ja parantamaan mädätetyn lietteen kuivattavuutta. Samalla pyrittiin eroon mädättämöiden vaahtoamisesta sekä sakeuttamoiden aiheuttamista hajuhaitoista. Kariniemen jätevedenpuhdistamo on kokonaan kallion sisään rakennettu aktiivilietelaitos ja luolaston tilavuus on yhteensä m³. Mädättämöt (2 kpl) sijaitsevat maan pinnalla luolaston päällä. Puhdistamo on biologis-kemiallinen aktiivilietelaitos, jossa fosfori saostetaan ferrosulfaatilla. Typenpoisto on päällä lähes ympäri vuoden, koska lämpötila ei laske juuri alle 12 C. Puhdistamolla käsitellään Lahden alueella syntyviä jätevesiä sekä merkittävässä määrin elintarviketeollisuuden jätevesiä. Kariniemen jätevedenpuhdistamolla oli käytössä kaksi gravitaatiosakeuttamoa. Perinteisellä sakeutuksella ei päästä juurikaan tasoa 3 3,4 % TS suurempiin p itoisuuksiin. Es iselkeytetyn lietteen k uiva-ainepitoisuus o n o llut varsin alhainen tasolla 0,6 1 % TS. Lietteen sakeutuksen tehostamisen tavoitteena oli nostaa mädättämöön syötettävän lietteen kuiv a-ainepitoisuutta. Tämä puolestaan tehostaa mädättämön toimintaa ja lisää sen kapasiteettia. Aiemmin käytössä ollut gravitaatiosakeutus ei riittänyt uudessa mitoitustilanteessa siihen, että mädätyksen hydraulinen viipymä säilyy riittäv än pitkänä. I lmoitetulla s akeutetun lie t- teen kiintoainepitoisuudella hy draulinen viipymä rinnan ajetuilla mädättämöillä olisi 13,5 18,5 päivää, kun vähintään 20 päivää pidetään yleisesti sopivana minimiviipymänä. Lietteen gravitaatiosakeutus muutettiin mekaaniseksi tiivistykseksi. Mekaanisella tiivistyksellä nostetaan raakalietteen kuiv a-ainepitoisuutta, millä saadaan lisättyä mädättämön viipymää vesimäärän pienetessä. Uusilla mekaanisilla tiivistimillä saadaan liete sakeutettua aina 5 10 % TS asti. Mitoitustilanteen suuresta lietemäärästä johtuen hankittiin kaksi tiivistinkonetta. Puhdistamon kaksi mädättämöä toimivat aiemmin sarjassa. Kierrätys tapahtui reaktorin sisällä jatkuvana pohjalta pintaan tapahtuvana kierrätyksenä lieteputken kautta. Reaktorin lämmitys hoidettiin lämmönvaihtimien läpi ta - pahtuvana kierrätyksenä. R eaktoreissa oli mekaaninen sekoitus pintalietteen varalta. Mädätyksen jälkeen on käytössä yksi 50 m³:n säiliö metaanikäymisen pysäyttämiseksi (toinen on v aralla) sekä yksi yhteinen 100 m³:n v älisäiliö. Välisäiliöstä liete pumpataan kahdelle kuivauslingolle. K uivauslingoilta li e- te putoaa varastosiiloihin (2 x 100m³), joista se viedään kompostoitav aksi. Lietteenkuivauksen rejektivedet pumpataan laitoksen alkuun ennen välppiä. Kariniemen puhdistamolietteen esikäsittelyn ja mädättämön toiminnan tehostamisen esisuunnitelmassa sovittiin, että nykyiset sarjassa ajettavat mädättämöt muutetaan rinnan ajoon. Esikäsittelyn j a sa keutuksen os alta Kariniemen jätevedenpuhdistamossa tehtiin seuraavat tehostamistoimenpiteet: - Puhdistamon käytössä oli kaksi sakeuttamoa. Nämä erotettiin toisistaan ja toinen jäi varalaitteeksi nykyisessä muodossaan. 17

18 - Toinen sakeuttamo jaettiin väliseinällä kahteen allasosaan. Ensimmäinen osa tehtiin raakalietealtaaksi (noin 300 m³), josta liete pumpataan kannen päälle sijoitettavalle mekaaniselle tiivistimelle, joita on kaksi kappaletta. - Liete pumpataan mekaaniselle tiivistimelle (1 2 kpl). Pumppuja tuli yksi kummallekin tiivistimelle ja kolmas pumppu yhteiseksi varapumpuksi. - Toiseen allasosaan tehtiin sakeutetulle lietteelle muotoiltu m³:n syöttösuppilo, josta sakeutettu liete pumpataan mädättämöön. - Mekaaninen tiivistimeksi valittiin Huberin RoS2-rumputiivistin, josta oli Ali-Juhakkalan puhdistamolla saatu hyviä käyttökokemuksia - Mekaaniselle tiivistimelle hankittiin uudet polymeerin annostelulaitteet. Ciba/Cemetec-laitteita oli ennestään käytössä puhdistamoilla ja niistä oli saatu hyviä käyttökokemuksia. - Mekaanisen tiivistimen rejektivesi ja ylijäämäliete kerätään rejektivesisäiliöön, josta ne pumpataan laitoksen alkuun ennen välppiä - Rejektivesisäiliö katettiin ja varustettiin nykyisen kaltaisella pinnankorkeuden mittauksella. Mädättämön osalta tehtiin seuraav at tehostamistoimenpiteet: - Mädättämön ajomalli muutettiin sarjan ajosta rinnan ajoon, jolloin mädättämön molemmat reaktorit saatiin täyteen käyttöön ja kapasiteetti kaksinkertaiseksi nykyiseen verrattuna. - Mädättämön putket vahvistettiin siten, ettei alipaine vedä niitä kasaan. - Loka-autoilla muualta tuotava epäkurantti ja muu liete otetaan suoraan sakeutetun lietteen syöttösuppiloon, josta liete pumpataan suoraan mädättämöön. Tällöin rejektivesimäärä ei kuormita puhdistamon vesiprosessia. - Mädättämön venttiilit uusittiin täysaukkoisiksi kumiluistiventtiileiksi. - Mädättämön lämmönvaihtimet puhdistettiin. Yhteinen kapasiteetti on 3 x 400 kw. Kuva 1. Kaasukellon nosto saneerausta varten Kariniemen laitoksella. Kuva 2. Kariniemen laitoksen uudet mekaaniset tiivistimet. - Koko lietemäärä sy ötetään ensin yhden lämmönvaihtimen kautta. Tämän jälkeen syöttöliete jaetaan aikaohjauksella vuoron perään kummankin mädättämön lietekiertoon, jossa on yksi lämmönvaihdin mädättämöä kohti. - Uusittiin lämmönvaihtimien instrumentointi ja lämpötilan säätöventtiilit. - Mädättämöt varustettiin uusilla, mekaanisilla sekoittimilla. - Mädättämön sisällä oleva lietteen kierrätysputki purettiin ja korjattiin tarpeen mukaan mädättämön sisäpuoliset putket (Ø 300 mm). Mädätetty liete poistetaan kummastakin mädättämöstä nykyisten teleskooppiputkien kautta, jotka säilytetään ennallaan. M ädätetty liete johdetaan käytössä olev aan metaanikäymisen pysäytyssäiliöön (50 m³) ja sie ltä v älisäiliöön (10 0 m³) j a linkokuivaukseen. 18 Vesitalous 1/2011

19 Kuva 3. Raholan mikroturbiinilaitos. Biokaasun osalta tehtiin seuraav at tehostamistoimenpiteet: - Kaasukello korjattiin nostamalla se ylös, metalliosat korjaamalla ja maalaamalla - Ylijäämäkaasupoltin uusittiin ennen kaasukellon korjausta - Kaasunpolttoa varten toiselle öljykattilalle (1,86 kw 8 bar) vaihdettiin uusi kaasupoltin - Kaasun paine ei saa vaihdella polttimella. Kaasun paine vakioitiin esim. 70 mbar paineensäätimelle ennen poltinta - Kaasunpaineen nostetaan mbar polttoa varten esimerkiksi paineenkorotuspuhaltimella. Kaasukelloa ei voitu painottaa näin suurelle paineelle. Mädätyksen kaasumäärät on ar vioitu kahdessa osassa: tiivistetystä lietteestä syntyvä biokaasu ja elintar viketeollisuuden jakeista syntyvä biokaasu. Kariniemen puhdistamolietteen esikäsittelyn ja mädättämön toiminnan tehostamisen esisuunnitelmassa (P öyry Environment Oy) on todettu, että nykyinen kaasuntuotanto (486 m³n/t VS) on v arsin suuri v errattuna keskimääräiseen jätevesilietteen ominaiskaasuntuotantoon ( m³n/t VS), vaikka mädättämöt ovat nykyisin korkeasti kuormitettuja. Todennäköinen syy tähän on elintar viketeollisuudesta tuleva jätevesi, joka sisältää paljon helposti hajoav aa orgaanista ainetta, josta kaasua muodostuu normaalia enemmän. Tämä trendi on huomioitu myös tulevaa lietteen kaasumäärää arvioitaessa. Sekä Ali-Juhakkalan että Kariniemen mädättämöiden vuosittainen v aahtoaminen loppui saneeraustoimenpiteiden ansiosta kokonaan. Mädätetyn lietteen linkous parani sakeuden noston ansiosta. Lietteen sakeuden noston ja mädättämöiden uudistetun sekoituksen myötä kaasuntuotanto lisääntyi lähes 10 prosenttia. Tampereen Veden saneerausprojektit Tampereen jätev edenpuhdistamoilla on myös tehty mädätyksen tehostamiseen j a mäd ättämökaasun h yötykäytön lisäämiseen tähtääviä saneeraus- ja korjausprojekteja. Raholan puhdistamolla käsitellään Tampereen läntisen alueen sekä naapurikuntien Ylöjärven ja P irkkalan jätev e- det. Puhdistamolle 28 vuotta sitten hankittu kaasumoottori on korvattu kolmella Sarlinin toimittamalla mikroturbiinilla. Nykyisin kaikki mädätyksessä syntyvä biokaasu johdetaan mikr oturbiinilaitokselle (max. turbiiniteho 195 kw), joka syöttää tuottamansa sähkön laitoksen sähköverkkoon. Turbiinien hukkalämpö käytetään lämmön talteenoton kautta puhdistamon lämmitykseen. Talven aikana selviää, riittääkö turbiinien tuottama lämpö ko villa pakkasilla vai tarvitaanko öljyä täydentämään lämmitystehoa. P uhdistamolla on käytetty vuodesta 1962 lähtien biokaasua kattilalaitoksella kiinteistön ja mädättä- 19

20 möiden lämmitykseen ja vuodesta 1982 lähtien my ös pr osessi-ilmaa tuottav an kaasumoottorin polttoaineena. Viinikanlahden puhdistamolla, jossa käsitellään noin 80 prosenttia Tampereen talousalueen jätev esistä, on mädättämöiden saneeraukset juuri meneillään. Mädättämöiden nykyiset kaasusekoitukset korvataan mekaanisilla sekoittimilla. Ensimmäinen saneerattu mädättämö otettiin käyttöön viime marraskuun aikana ja toinen otetaan kunnostuksen kohteeksi toukokuussa Lietteen käsittelyn tehostamistoimet on aloitettu jo vuonna 2006, jolloin hankittiin linko raakalietteen tiivistykseen ja vuonna 2007 tehty mädättämöiden putkilämmönvaihtimien vaihto uusiin ja tehokkaisiin. Kunnostustoimien tarkoituksena on saada tehostettua kaasunkehitystä ja lisätä mädättämöiden kapasiteettia. Se saavutetaan nostamalla mädättämöön syötettävän lietteen sakeutta noin 3,5 prosentista 7 8 prosenttiin kuiva-ainetta, jolloin lietteen viipymä mädättämössä saadaan nousemaan vuorokauteen. Viime kesänä tehtiin muutostöitä V iinikanlahden kaasumoottoriin. Moottori muutettiin so pivaksi kä yttämään myös maakaasua. Tällä hetkellä moottorilla on mahdollista käyttää biokaasua, maakaasua tai niiden sekoitusta. Tämä mahdollistaa moottorin tehokkaan käytön sähkön- ja lämmöntuottajana muuttuvissakin olosuhteissa. Viinikanlahden puhdistamolla uusittiin viime vuonna myös tulopumppaamo. Vuodesta 1972 käytössä olleet yli 20 metriä pitkät r uuvipumput poistettiin ja ne korvattiin keskipakopumpuilla. Kuva. Viinikanlahden tulopumppaamon työmaa. Lehtoniemen jätevedenpuhdistamo Kuopiossa Lehtoniemen puhdistamolla käsitellään Kuopion keskeisen kaupunkialueen ja Saaristokaupungin jätevedet. Käsitelty jätevesimäärä on noin m ³ päivässä. Lietettä käsitellään noin m³ ja biokaasua tuotetaan noin 1,2 Mm³ vuodessa. Puhdistamo otettiin käyttöön vuonna Puhdistamolle tehtiin lietteen mädätyksen yleissuunnitelma vuonna Siinä vaiheessa yhtenä pr osessivaihtoehtona oli nyt tutkittav ana oleva termofiilinen prosessi. Lietteenkäsittelyn uusiminen ja mädättämöt valmistuivat vuonna Tuolloin m ädätyksessä päädyttiin mesofiiliseen vaihtoehtoon. Aluksi syntyvää biokaasua hy ödynnettiin ilmastusilman ja lämmön tuotannossa. Vuonna 2000 tehdyn ekotehokkuusselvityksen jälkeen luovuttiin tästä vaihtoehdosta ja siirryttiin vuonna 2003 tehdyn biokaasumoottorin uusimisen jälkeen sähkön- ja lämmöntuotantoon. Muita mer kittäviä hankkeita o vat olleet vuonna 2002 tehty lietelinkojen uusiminen ja vuonna 2003 kaasukellon saneeraus. Pienempiä hankkeita ovat olleet mädättämöiden lämmönv aihtimien tehon nosto, kaasumoottorin lämmön talteenottojärjestelmän automatiikan uusiminen, mädättämön kierrätyspumppujen uusiminen ja mädättämöiden yläosan ulkopuolisten betonirakenteiden saneeraus. Lehtoniemen puhdistamon ympäristölupa on parhaillaan korkeimman hallinto-oikeuden käsittelyssä. K uopion Vesi valitti ympärivuotisesta nitrifikaatiovaatimuksesta. Omana esityksenä on esitetty tertiäärikäsittelyä ja lietteenkäsittelyn tehostamista. Ensi vuoden alussa aloitetaan puhdistamon yleissuunnittelu, jossa huomioidaan sekä v esi- että lietteenkäsittelyprosessit. Kuopion Vesi on mukana K uopion kaupungin energiatehokkuuden parantamishankkeessa. Lehtoniemen puhdistamon omavaraisuusaste oli sähkön suhteen keskimäärin 77 pr osenttia vuonna Lämmön suhteen heikoin tilanne on marraskuusta huhtikuuhun. Tuolloin lämmön tuotanto ei kata laitoksen lämmön tar vetta. Tätä vajettava korvataan kevyellä polttoöljyllä, jota käytetään noin 30 tonnia vuodessa. Sekä sähkön että lämmön omav araisuusasteen nostamiseksi selvitetään puhdistamon laajennuksen yhteydessä mädätetyn lietteen ja lähtevän veden lämmön talteenottoa. Tavoitteena on v ähentää polttoöljyn tarvetta ja saada mahdollisimman paljon biokaasua lämmöntuotannosta sähkön tuotantoon. Lietteenkäsittelyn tehostamiseksi selvitetään sakeutetun lietteen tiivistämistä. M yös tämä parantaa energiatehokkuutta. Kuopion Vesi on mukana v altakunnallisessa Termos-hankkeessa, jossa yhtenä osana tutkitaan mädättämistä termofiilisessä prosessissa. Myös tästä tutkimuksesta saatavia tietoja hyödynnetään puhdistamon laajennussuunnittelussa. Lehtoniemen puhdistamon laajennussuunnittelun tekeminen juuri nyt sattuu hyvään aikaan. Monilla Suomen puhdistamoilla on otettu käyttöön uutta lietteenkäsittely- ja biokaasun käsittelytekniikkaa. Näistä tekniikoista saatuja kokemuksia voidaan hyödyntää jatkossa myös Lehtoniemen puhdistamolla. 20 Vesitalous 1/2011

21 Alan suurin seminaari- ja näyttelytapahtuma Yhdyskuntatekniikka 2011 Turun Messu- ja Kongressikeskus Koko ala yhdessä näyttelyssä.

22 Onko biokaasusta liikenteeseen? Pekka Peura FL, kehittämispäällikkö Levón-insituutti, Vaasan yliopisto Kirjoittaja on toiminut Levóninsituutin Energia ja ympäristö -vastuualueen vetäjänä vuodesta 2002 lähtien. Aiemmin hän on toiminut ympäristöalan yrityksessä sekä vesi- ja ympäristöhallinnossa. Biokaasun liikennekäyttö voisi olla hyvin kannattavaa liiketoimintaa. Näin on ainak in Vaasassa, osoittaa BIOMODE- hank keessa t ehty liik etoimintasuunnitelma. M ikään ei osoita, että asia olisi t oisin muualla Suomessa. Silti pää tökset puuttuv at, eik ä biokaasua toistaiseksi voi tankata muualla kuin Lauk aalla Erk ki Kalmarin navetan kupeessa ole - valla tankkauspisteellä. Miksi ihmeessä on näin? Idea biokaasun liikennekäytöstä ei ole aivan uusi. E nsimmäistä ker taa sitä esitettiin Vaasassa jo yli seitsemän vuotta sitten. Ajatuksena oli toki kutoa laajempikin verkko maakaasun käyttöalueen ulkopuolelle. Kuitenkin ensimmäisenä tarkoitus oli saada kaasu tankkiin juuri Vaasassa, jossa biokaasua on tuotettu jo 1980-luvun lopulta saakka. I dea tuntui silloin sen verran hyvältä, että päätettiin perustaa julkisrahoitteinen hanke valmistelemaan järjestelmän perustamista. Hanke ristittiin nimellä BIOMODE, ja sen tavoitteena oli käynnistää biokaasun liikennekäyttö Vaasan ja Seinäjoen seuduilla. P idemmällä tähtäyksellä BIOMODEn tav oitteena ol i v ähitellen synnyttää uutta biokaasuliiketoimintaa sekä hyödyntää erityisesti maaseudun biokaasupotentiaalia. Nämä tavoitteet ovat edelleen hyvin ajankohtaisia. BIOMODE- hanketta rahoittivat Pohjanmaan ja E telä-pohjanmaan EAKR-ohjelma, V aasan kaupunki, Laihian kunta ja VASEK (Vaasan seudun kehitysyhtiö) sekä S einäjoen seudun elinkeinokeskus. BIOMODE-hanketta juostiin kasaan kokonaiset kolme vuotta. Hankkeen toteutus kesti toiset kolme vuotta, ja se saatiin marraskuun lopussa päätökseen. Investointipäätökset oliv at juuri kypsymässä viime keväänä, ja silloin olimme saavuttamaisillamme hankkeen tärkeimmän tavoitteen. Kuitenkin huhut hallituksen energiav erotuksen uudistuksesta ja uusiutuv an energian tuotantotuesta sekoittivat pakan, ja palloja nousi ilmaan kertaheitolla useita. Niinpä V aasassa investointipäätös siirtyi ainakin siihen saakka kunnes pallot saadaan hallitusti haltuun tämä on tietysti aiv an luonnollista: kun säännöt eivät ole selvillä, ei kukaan investoi. Liiketoimintaympäristö on aivan liian epävakaa ja ennakoimaton suuriin panostuksiin. On hyvin selvää muutenkin, että uuden polttoaineen käyttöönotto ja uuden infrastruktuurin per ustaminen osaksi toimivaa ja vahvaa järjestelmää on paljon muuta kuin tekninen toimenpide. Se on monesta osasta koostuv a kokonaisuus, joka edellyttää useiden toimijoiden sitoutumista ja monen ongelman ratkaisemista. K ysyntä ja tarjonta on kyettävä luomaan samalla kertaa, ja jo käynnistysvaiheessa on v oitava varmistaa tuotannon ja käytön kriittinen massa. O lennaista on ratkaista muna kana ongelma: K ukaan ei tuota biokaasua ellei kukaan hanki biokaasuajoneuvoja, eikä kukaan hanki biokaasuajoneuvoja ellei kukaan tuota biokaasua. Molemmat on siis munittav a samalla kertaa. Selvää on my ös se, että koko järjestelmän elinehto pitkällä tähtäyksellä on sekä kokonaisuuden että sen kaikkien osien taloudellinen kannattavuus. BIOMODE- hankkeen tehtäv änä oli varmistaa, että nämä ehdot v oidaan täyttää. Arvoketju Biokaasun liikennekäytön ar voketjuun kuuluvat biokaasun tuotanto, jalostus (puhdistus ja paineistus), siir to ja v a- rastointi, jakelu ja käyttö. Vaasassa järjestelmän kanat ja munat on tar koitus munia kertaheitolla seuraavasti: Vaasan seudulla jätehuollosta vastaavan Stormossenin tuottamasta biokaasusta osa jalostetaan liikennekäyttöön, alustavan suunnitelman mukaan 150 Nm³/h reaktorikaasua. Jalostettuna se vastaa noin litraa bensiiniä ja noin 500 henkilöauton kulutusta. Stormossenin hallitus odottaa vielä ennen lopullista päätöstään maan hallituksen päätöstä biokaasun tuotantotuesta ja energiaverotuksesta. Vaasan keskustan lähellä toimiva Wärtsilän moottorilaboratorio käyttää jalostettua biokaasua niin, että vaadittava menekki voidaan taata. Toimitusjohtajan ilmoituksen mukaan yhtiöllä on vakava kiinnostus, mutta lopullinen päätös tehdään taloudellisten ja muiden laskelmien perusteella ja ajallaan. Wärtsilän osallistuminen järjestelmän synnytykseen on aivan oleellista juuri kaasun menekin turvaamiseksi. Varsinaisia ajoneuvokäyttäjiä hankitaan aktiivisesti (kaupunki ja muut julkiset organisaatiot, yritykset, taksit, yksityiset) ja ajan kanssa. Biokaasun jakelusta vastaa energiayhtiö St1 jakeluasemallaan Vaasan Palosaarella. (johtoryhmän kannanotto; lopullinen päätös tehdään taloudellisten laskelmien perusteella). 22 Vesitalous 1/2011

23 Vaasa Vesi Oy asentaa kaasuputken välille Palosaari Stormossen rakennettavan lieteputken yhteyteen. Liete on peräisin Vaasan seudun jäteveden keskuspuhdistamolta, ja se on nykyäänkin Stormossenin tärkein raaka-aine. Kaasuputki mahdollistaa kaasun käytön tehostamisen ja lisäämisen ja jopa uuden tuotannon rakentamisen Stormossenille. Aikataulusyistä ilmeisesti biokaasu siirretään alkuvaiheessa kolmella kontilla jakeluasemalle. Sitovia sopimuksia ei toistaiseksi ole toimijoiden kesken tehty, ja toisaalta mukaan saattaa jo alkuvaiheessa tai myöhemmin tulla myös muita kuin nyt mukana olevat ja tässä mainitut yritykset. Strategisen tärkeä on konsepti, jossa autot voivat käyttää samanaikaisesti bensiiniä ja biokaasua. Tällöin ajoneuvot eivät ole riippuvaisia vain biokaasun jakelusta, vaan voivat liikkua missä tahansa. Kuitenkin pelkästään kaasulla v oisi jo nyt liikkua koko E telä-suomessa, jossa Gasum Oy:lla on 16 maakaasun tankkausasemaa. Lisäksi biokaasun liikennekäyttöön tähtääviä hankkeita on vireillä ainakin Joensuussa ja Jyväskylässä. Vaasassa investointien kokonaismäärä on noin 1,31 miljoonaa euroa ja käyttöja rahoituskulut vastaavasti euroa vuodessa. Järjestelmä näyttää laskelmien perusteella hyvin kannattavalta investoinnilta. Kun biokaasun myyntihinnaksi oletetaan 0,70 /l bens (bensiinilitraa vastaava energiamäärä; alv 0), on jalostuksesta jakeluun ulottuvan arvoketjun takaisinmaksuaika noin 2,4 vuotta, ja kassavirta tulee kolmantena vuonna. Autojen suurkäyttäjille (oletuksena ajoa km, kulutus 8 l/100 km, vertailuhinta 1,25 /l) takaisinmaksuaika on vain 1 vuosi ja vuotuinen säästö polttoainekuluissa Tällä hetkellähän bensiinin hinta on jo kalliimpi, ja biokaasun potentiaalinen hy öty autoilijoille on tätäkin suurempi. BIOMODE- hanke on motiv oinut ja saattanut eri toimijat yhteen ja siten vaikuttanut kokonaisuuden syntymiseen. Hanke ei tietenkään ole v oinut tehdä päätöksiä järjestelmän toteuttamisesta tai siihen liittyvistä yksityiskohdista. Esimerkiksi kaikki hinta-, investointi- ja käyttökustannustiedot ovat laskelmiin v alittuja lähtöoletuksia tavoitteena on ollut v alita mahdollisimman oikeita lukuja, jotka on saatu laitevalmistajilta ja budjettitarjouksista. Lopullisesti ne kaikki jäävät tarkemmin sovittaviksi järjestelmän toteuttamiseen osallistuvien yritysten kesken. Tarkoituksena on my ös, että ajan mittaan biokaasun käyttö liikennepolttoaineena tulee markkinaehtoiseksi ja kaikella tav alla normaaliksi liiketoiminnaksi. Vaasassa hankkeen tavoitteena on toteuttaa biokaasun tuotanto ja jalostus teollisessa mittakaavassa ja luoda edellytykset järjestelmän laajenemiselle jatkossa. Näin mahdollistetaan se, että biokaasusta tulee todellinen vaihtoehto liikenteen polttoaineeksi. Biokaasu tulevaisuuden polttoaine? Biokaasu on päästöiltään ja muilta ympäristövaikutuksiltaan yliv oimainen polttoaine verrattuna muihin uusiutuviin mutta erityisesti fossiilisiin polttoaineisiin (Lampinen 2009, Volvo 2004). Absoluuttiset päästöt pakoputken päästä mitattuna ovat huomattavasti pienemmät kuin fossiilisilla polttoaineilla. Autotyypistä ja polttoaineesta riippuen on ilmoitettu seuraavia vähennyksiä: kasvihuonekaasut (CO 2, CH 4, NO 2 ) pr osenttia, pienhiukkaset 66 99,9 pr osenttia, SO prosenttia, NO x pr osenttia ja VOC (haihtuvat orgaaniset yhdisteet) prosenttia. Kun mukaan otetaan koko elinkaari, biokaasun edut korostuvat entisestään. Monet biokaasun raaka-aineet o vat jätteitä tai jätteenkaltaisia materiaaleja, jotka kaikki hajoav at luonnossa tai kaatopaikoilla joka tapauksessa. Niiden hyödyntämisellä on usein jopa negatiiviset päästöt ne itse asiassa poistav at esimerkiksi syntyvää ja ilmakehään v a- pautuvaa metaania, joka tunnetusti on erittäin voimakas kasvihuonekaasu. Laskelmien mukaan biokaasun tuotantopotentiaali Suomessa on huikea. Lähes kaikkia biokaasun raaka-aineita käsitellään jollakin tav oin jo nykyään, ja sen perusteella ne olisivat hyvin otettavissa biokaasun tuotantoon. M ikäli vain 30 pr osenttia r unsaimmista raaka-aineista saataisiin liikennekaasuksi, voitaisiin Suomen koko polttoainekulutuksesta kattaa biokaasulla puolet. Kun lasketaan yhteen biokaasun, biodieselin j a bioe tanolin potent iaalinen tuotanto, huomataan että kotimaisilla uusiutuvilla polttoaineilla voitaisiin korvata hämmästyttävän suuri osa fossiilista polttoaineista. Tietenkin tar vitaan biokaasulaitoksia, mikä tar koittaa suuria inv estointeja koko v altakuntaan. Tämä ei v armasti toteudu hetkessä, mutta toisessa vaakakupissa on suuri mahdollisuus. Biokaasun tuottaminen ja jalostaminen liikennepolttoainekäyttöön on kannattavaa liiketoimintaa, jossa investointien takaisinmaksuajat ovat energia-alalla totuttuun nähden poikkeuksellisen lyhyet. Tulevaisuuden polttoaineena biokaasu on laadukas ja edullinen. Koko arvoketju muodostaa toimivan kokonaisuuden, joka hyödyttää niin investoinneissa mukana olevia yrityksiä kuin biokaasun käyttäjiäkin. Kun kaikki raaka-aineet ovat kotimaisia, on selv ää myös se, että suurin hyöty tästä koituisi suomalaiselle maaseudulle, alan teollisuudelle ja autoileville kaasuttajille. Kaikki rahavirrat pysyisivät kotimaassa, tosin ne eivät kertyisi yksille ja samoille yrityksille, v aan jakautuisivat pitkin maakuntia. Tämä kansantaloudellinen mahdollisuus ei tuntunut kiinnostav an Suomen hallitusta, kun se päätti säätää käyttövoimaveron biokaasua käyttäville autoille. Järjenvastaiselta tuntuu päätös, jonka mukaan bensiini- ja dieselkäyttöiset autot haluttiin edullisempaan asemaan kuin kotimaista uusiutuvaa polttoainetta käyttävät ajoneuvot. Käyttövoimaveron rahallinen arvo Suomen valtion budjetissa on kokonaista euroa tällä summalla hallitus haluaa hidastaa biokaasun liikennekäyttöä! Kirjallisuus Lampinen, A Jätteiden liikennekäyttöpotentiaali Suomessa. Kuntatekniikka 58(1): Lampinen, A Uusiutuvan liikenne-energian tiekartta. Pohjois-Karjalan AMK:n julkaisuja B:17, Joensuu. 437 s. Volvo Volvo s position on future fuels for commercial vehicles. The Parliament magazine

24 kierrätysravinteita biokaasulaitoksista Biokaasulaitoksissa v oidaan tuottaa uusiutuv an ener gian lisäk - si erilaisia r avinnetuotteita ja orgaanisia lannoit evalmisteita, joista useimmat luokitellaan maanparannusaineiksi. Tuotannossa voidaan k äyttää ympärist öteknologian yksik köprosesseja ja niiden yhdistelmiä. Biokaasuprosessin materiaalivirtojen tuotteistaminen (BIOVIRTA) -projektin tavoitteena on kehittää teknologioita ja käytäntöjä, joilla erityyppisiä orgaanisia sivutuotteita ja jätemateriaaleja voidaan hyödyntää biokaasulaitoksissa, ja joilla niistä v oidaan jatkojalostaa kilpailukykyisiä ja tur vallisia kierrätysravinnetuotteita erilaisiin käyttökohteisiin. Biokaasulaitokset ovat yleistymässä myös Suomessa teollisuuden, yhdyskuntien j a m aatalouden jätteiden ja sivutuotteiden käsittelyssä. Biokaasulaitoksissa jätepohjaisista materiaaleista ja my ös kasvibiomassasta, tuotettu metaani on elinkaarivertailuissa yksi kestävimmistä energiatuotteista, esimerkiksi kun se käytetään liikennepolttoaineena. Laitosten yleistyessä nii- TeiJa PaaVOLa FM, vanhempi tutkija Fossiilisesta uusiutuvaan tutkimusohjelmakoordinaattori, MTT teija.paavola@mtt.fi PeTri kapuinen MML, vanhempi tutkija MTT petri.kapuinen@mtt.fi TaPiO SaLO MMT, erikoistutkija MTT tapio.salo@mtt.fi Jukka rintala TkT, professori MTT ja Jyväskylän yliopisto jukka.rintala@mtt.fi Raaka-ainevalikoima -Lanta -Biojäte -Teollisuuden orgaaniset sivutuotteet -Puhdistamoliete -Kasvibiomassa -Muut mahdolliset raaka-aineet Mahdolliset esikäsittelyt syntypaikoilla Kuljetus Esikäsittely(t) Esikäsittely(t) Esikäsittely(t) Biokaasuprosessi Esikäsittely(t) Esikäsittely(t) Biokaasureaktori Biokaasureaktori Biokaasureaktori Biokaasureaktori Biokaasureaktori 2 Vesitalous 1/2011

25 den kautta kulkee huomattava osa kaikista erilaisista biomassoista ja niiden mukana merkittäviä määriä ravinteita. Biokaasuprosessissa raaka-aineiden sisältämät ravin teet j a osa hi ilestä säilyvät ja kasv eille käyttökelpoisen typen osuus kasvaa. Lisäksi merkittävä osa raaka-aineiden mahdollisesti sisältämistä taudinaiheuttajista v oidaan tuhota. Biokaasuprosessin on todettu my ös hajottavan joitain orgaanisia haitta-aineita. Biokaasulaitosten kehittämisen ja materiaalivirtojen hallinnan kannalta on tärkeää materiaalien sisältämien ravinteiden tuotteistaminen hyväksytyiksi ja markkinoitaviksi lannoitevalmisteiksi ja muiksi ravinnetuotteiksi, joista voidaan hyvin käyttää termiä kierrätysravinnetuotteet. Kierrätysravinteiden tuotantoketjuja ja tuotteita Biokaasulaitoksissa tot eutettava kier - rätysravinnetuotannon ja -tuotteiden systemaattinen kehittäminen ja käyttöönotto edellyttävät tietoja mahdollisten raaka-aineiden ominaisuuksista (esimerkiksi ravinnepitoisuudet, haitalliset yhdisteet), niiden so veltumisesta biokaasuprosessiin, jatkojalostukseen ja e rilaisiin kä yttötarkoituksiin. Kierrätysravinteiden tuotanto voidaankin aloittaa tavoiteltavan kierrätysravinnetuotteen määrittelystä ja sen tuottamiseen tarvittavien raaka-aineiden ja yksikköprosessien valinnoista (Kuva 1). Kierrätysravinteiden tuotannossa biokaasuprosessi on vain yksi yksikköprosessi tuotantoketjussa. Ennen biokaasuprosessia voi olla erilaisia esikäsittelyitä, kuten murskaus, homogenisointi ja lämpökäsittely, joiden tavoitteena on raaka-aineiden muokkaus paremmin biokaasuprosessiin soveltuvaksi, kaasuntuotannon lisääminen tai taudinaiheuttajien tuhoaminen. Myös biokaasuprosessin jälkeen v oi olla käsittelyjäännöksen jälkikäsittelyitä tai jatkojalostusprosesseja, kuten jälkikaasutus, mekaaninen erottelu, laskeutus, kemiallinen saostus, suodatus, strippaus, haihdutus, kompostointi, rakeistus tai pelletöinti. Yksikköprosessit v alitaan sen mukaan, millaisia lopputuotteita halutaan tuottaa ( Taulukko 1) ja missä niitä on tar koitus hy ödyntää. Kaikista ra aka-aineista e i es imerkiksi v oi tuottaa kasvinravinnekäyttöön soveltuvia lannoitev almisteita, mutta niitä v oitaneen hy ödyntää teollisuuden sovelluksissa. Biokaasuprosessin mädätysjäännöstä voidaan käyttää kierrätysravinteena sellaisenaan, ja se kuuluu tyyppinimiryhmään maanparannusaineena sellaisenaan käytettävät sivutuotteet (ID5). Mikäli lähialueella ei ole riittäv ästi levityspinta-alaa ja/tai ravinteet eiv ät ole halutussa suhteessa tai muodossa, mädätysjäännös voidaan jatkojalostaa konsentroiduimmiksi ja tiettyyn käyttötarkoitukseen sopiviksi lannoitevalmisteiksi ja ravinnetuotteiksi. Jalostusteknologiat Tuote Varastointi ja kuljetus Käyttötarkoitus Mädätysjäännös Maanparannusaine/ lannoite (pelto) Erottelu (linko tms.) Nestejae Typpiravinne teollisuuteen Kuivajae Rakeistus Kuivarae Fosforilannoite Erottelu (linko tms.) Nestejae Typpiravinne maatalouteen Kuivajae Kompostointi Maanparannuskomposti Kasvualusta kasvihuoneisiin Erottelu (linko tms.) Typen erotus/ rikastaminen Typpiravinneliuos Epäorgaaninen typpiravinne Kuivajae Stabilointi (varastointi) Kuivajae Maanparannusaine/ lannoite (pelto) Muu käsittely Muu käsittely Muu tuote Muu käyttö Kuva 1. Kierrätysravinteiden tuottaminen alkaa raaka-aineiden valinnasta ja tuotantoketjun hallinnasta. 25

26 Taulukko 1. Esimerkkejä biokaasulaitosten raaka-aineista ja niistä biokaasu- ja jatkojalostusprosesseilla tuotetuista kierrätysravinnetuotteista. Kok. typpi (g/kg) Raaka-aine Tuote Kuivaaine (%) Ammoniumtyppi (g/kg) Kok.fosfori (g/kg) Liuk. fosfori (g/kg) Kok.kalium (g/kg) Puhdistamo-liete Kuivajae 26 9,7 2,1 5,8 0,004 0,69 Puhdistamoliete+biojäte+ teollisuuden liete Kuivarae ,54 9,1 0,001 2,0 Sianlanta+ teollisuuden org. sivuvirrat Mädätysjäännös 8,9 7,6 5,8 2,0 0,48 1,78 Kuivajae 32 9,0 4,0 6,1 0,12 1,58 Rejektivesi 3,7 7,1 5,8 1,0 0,53 1,71 Puhdistamoliete Ammonium sulfaatti Ensimmäinen jatkojalostuspr osessi on useimmiten mekaaninen erotus, jolloin e simerkiksi l ingolla t ai suotonauhalla er otellaan mädätysjäännös kahdeksi jakeeksi, neste- ja kuiv ajakeeksi. Käytetystä teknologiasta ja lähtöaineen ominaisuuksista ri ippuen me kaaninen erottelu v aikuttaa tuotettavien jakeiden ravinnesuhteisiin ja -pitoisuuksiin (Taulukko 1). Yleensä fosfori konsentroituu kui vajakeeseen, joll oin ne stejakeen typpi:fosfori-suhde kasvaa, ja nestejakeen käytettävyys etenkin fosforirajoitteisissa kohteissa paranee. Vastaavasti kuivajakeessa fosforin määrä suhteessa typen määrään on kor keampi, jolloin se soveltuu käytettäväksi erityisesti fosforia tar vitsevilla mailla tai muissa v ä- hän typpeä tar vitsevissa käyttökohteissa. K uivajakeen kuiv a-ainepitoisuus on useimmiten v ähintään 30 pr osenttia, joten sen kuljettaminen pidemmälle on taloudellisesti mielekkäämpää kuin mädätysjäännöksen sellaisenaan. Kuivajaetta v oidaan edelleen jalostaa esimerkiksi rakeistamalla, pelletöimällä tai kompostoimalla. Rakeistuksella tai pelletöinnillä tuotetaan fosforirikasta lannoitev almistetta, jonka kuiva-ainepitoisuus on yli 90 pr osenttia. Kompostoimalla v oidaan tuottaa esimerkiksi kasvualustan raaka-aineeksi soveltuvaa maanparannuskompostia. Nestejakeesta ravinteita v oidaan edelleen ottaa talteen esimerkiksi strippausprosessilla, jolloin tuotetaan konsentroitua typpinestettä, pr osessista riippuen ammoniumsulfaattia tai typpivettä. Tuotetta v oidaan käyttää muun muassa typpilannoitteena. Strippausprosessista jäljelle jääneestä nesteestä voidaan ravinteet ottaa talteen esimerkiksi haihduttamalla ylimääräinen vesi pois. Strippaus-haihdutus-prosessiyhdistelmä on käytössä B iovakka Suomi Oy:n Vehmaan biokaasulaitoksella. Myös str uviittikiteytyksellä v oidaan tuottaa kierrätysravinnetuotteita, joiden ravinteet o vat käyttökelpoisessa muodossa. S truviittikiteytystä käytetään maailmalla muun muassa biologista fosforinpoistoa hy ödyntävillä jätevedenpuhdistamoilla. Käytännön k okemuksia erilais ten yksikköprosessien hyödyntämisestä mädätysjäännöksen jatkojalostuksessa on toistaiseksi melko v ähän, mutta tutkimusta ja kehitysty ötä tehdään aktiivisesti sekä S uomessa että muualla maailmassa. Monet potentiaalisista pr osesseista ovat kyllä jo käytössä erilaisissa käyttökohteissa, kuten jätev edenpuhdistamoilla, mutta niiden käyttöönotto biokaasulaitosten yhteydessä edellyttää prosessien ja pr osessointiketjujen kehittämistä johtuen muun muassa alkuperäiseen käyttötarkoitukseen nähden poikkeavista biokaasulaitoksen mädätysjäännöksen ominaispiirteistä. Kierrätysravinnetuotteet peltokäytössä Kierrätysravinnetuotteiden tehokas hyödyntäminen peltokäytössä edellyttää täsmällistä tietoa tuotteiden sisältämien ravinteiden käyttökelpoisuudesta, erityisesti liukoisen typen osalta, koska se on keskeisin satoon v aikuttava kasvinravinne. Kierrätysravinnetuotteiden liukoisen typen pitoisuuksia on määritetty erilaisilla analyysimenetelmillä tavoitteena löytää orgaanisten lannoitevalmisteiden t ypen tuo tantovaikutusta parhaiten kuv aavia liukoisen typen analyysimenetelmiä. E ri menetelmillä saatuja liukoisen typen pitoisuuksia on kenttäkokeissa verrattu tuotteiden lannoitusvaikutukseen ohralla. Kierrätysra vinnetuotteista analysoitiin muun muassa kokonaistyppi Kjeldahl-poltolla, liukoinen typpi lanta-analyysimenetelmän kalsiumkloridi suolahappo-uutolla, lannoitevalmisteasetuksen mukaisella 1:5-vesiuutolla ja v äljemmällä 1:60- vesiuutolla. Vesiuuttoihin sisältyi orgaanisen aineksen hajotus, jolloin myös lyhytketjuiset orgaaniset typpiyhdisteet ovat mukana liukoisen typen kokonaismäärässä nitraatti- ja ammoniumtypen lisäksi. Tulosten perusteella biokaasuprosessin mädätysjäännöksestä erotetun nestejakeen sisältämä typpi on suur elta osin liukoista, ja kaikilla analyysimenetelmillä saadaan lähes sama liukoisen typen pitoisuus (K uva 2). K uivajakeessa ja etenkin kui varakeessa liukoisen typen osuus kokonaistypestä on pieni, ja helläv araisin 1:5-v esiuutto tuottaa niitä analysoitaessa hieman pienempiä liukoisen typen pitoisuuksia kuin muut menetelmät. Biokaasulaitoksissa tuotettuja erilaisia lannoitevalmisteita ja niiden typen sato vaikutuksia on tutkittu useiden vuosien ajan kenttäkokeissa erityisesti ohran tuotannossa. Vertailuna on ollut mineraalilannoite. Kasvukaudella 2009 tutkittiin erilaisista raaka-aineista biokaasulaitoksissa tuotettujen rejektiveden, ammoniumsulfaatin, kuiv a- jakeiden ja kuiv arakeen satovaikutuksia Kaarinan Tuorlassa ( Taulukko 2). Typpilannoituksen tav oitetaso oli 90 kg/ha lanta-analyysimenetelmällä analysoidun liukoisen typen perusteella. Rejektivesi tuotti kylvön yhteydessä kylvölannoittimella sijoitettuna mineraalilannoitteeseen verrattavan sadon (Kuva 3). K un rejektivettä sijoitettiin kasvustoon, jolle kylvön yhteydessä oli annettu mineraalilannoitteena kolman- 26 Vesitalous 1/2011

27 N kg/tonni Nestejae mäd. lannasta ja elintarviketeollisuuden sivutuotteesta Kuivajae mädätetystä puhdistamolietteestä Kuivajae mäd. lannasta ja elintarviketeollisuuden sivutuotteesta Kuivarae Lanta-analyysin kokonaistyppi Lanta-analyysin liukoinen N Liukoinen N 1:5 vesiuutolla Liukoinen N 1:60 vesiuutolla Kuva 2. Biokaasulaitoksen kierrätysravinnetuotteiden kokonais- ja liukoisen typen pitoisuuksia eri analyysimenetelmillä. Tuotteina ovat mädätetystä sianlietelannasta ja teollisuuden orgaanisesta sivuvirrasta erotettu neste- ja kuivajae, kuivajakeesta valmistettu rae sekä mädätetystä puhdistamolietteestä erotettu kuivajae. nesta tav oitetasosta v astaava typpiannos, ja kiilajyrävantailla varustetulla sijoituslaitteella loput 2/3 typestä 3-lehtivaiheen alussa, sato vastasi mineraalilannoitteella saatavaa satoa levityskaluston pyöränjälkien ulkopuolella, mutta levityskaluston pyöränjälkien kohdalla sato aleni noin 10 prosenttia. Kasvustoon sijoitusta pitäisikin pyrkiä aikaistamaan ja käyttämään mahdollisimman suur ta työleveyttä. Kuivajakeet (mädätetystä sian lietelannasta ja elintar viketeollisuuden sivutuotteista tai mädätetystä puhdistamolietteestä) tuottiv at lanta-analyysimenetelmän mukaisen liukoisen typen määrän per usteella vertailtuna noin 5 prosenttia pienemmän sadon kuin mineraalilannoite, mutta 1:5-v esiuutolla vertailtuna 5 10 pr osenttia suuremman sadon. K uivarae tuotti mineraalilannoitteella täydennettynä yhtä suuren sadon kuin pelkkä mineraalilannoite riippumatta verrattavista analyysimenetelmästä. Edellisiä pidemmälle jalostettu kierrätysravinnetuote, ammoniumsulfaatti, tuotti lanta-analyysimenetelmän perusteella mineraalilannoitteisiin verrattavan sadon levitettynä letkulevittimellä ennen kylvöä (Kuva 3). Lisäksi ammoniumsulfaatin levitys kasvustoon tähkimisen alussa (6,4 kg N/ha) tuotti typpilisän määrää vastaavan satovaikutuksen. Orgaanisten lannoitevalmisteiden käytössä on myös huomioitava, että ne saattavat hieman hidastaa (2 3 päivää) ohran valmistumista. Kiinteitä lannoitevalmisteita ei välttämättä kannata käyttää ainoana typen Taulukko 2. Kasvinravinnekäytössä tutkitut kierrätysravinnetuotteet kasvukaudella Tuote Lähtöaineet Valmistusprosessi Rejektivesi Sian lietelanta, teollisuuden orgaaniset sivutuotteet Biokaasuprosessin mädätysjäännöksestä mekaanisesti erotettu nestejae Kuivajae Sian lietelanta, teollisuuden orgaaniset sivutuotteet Biokaasuprosessin mädätysjäännöksestä mekaanisesti erotettu kuivajae Kuivajae Puhdistamoliete Biokaasuprosessin mädätysjäännöksestä mekaanisesti erotettu kuivajae Kuivarae Sian lietelanta, teollisuuden orgaaniset sivutuotteet Biokaasuprosessin mädätysjäännöksestä erotetusta kuivajakeesta edelleen kuivattu rae Ammoniumsulfaatti Puhdistamoliete Biokaasuprosessin mädätysjäännöksestä erotetusta nestejakeesta strippausprosessin avulla talteenotettu typpiravinne 27

28 15 10 Satopoikkeama odotusarvosta, % kg N/ha 30 kg N/ha 60 kg N/ha 90 kg N/ha 120 kg N/ha 150 kg N/ha Rejektivesi Rejektivesi kasvustoon, pyöränjälki mukana Rejektivesi kasvustoon, pyöränjälki ei Ammoniumsulfaatti kylvön yhteydessä Ammoniumsulfaatti kasvustoon Kuivajae mäd. sianlietelann. ja elint.teoll. sivutuott. Kuivajae mädätetystä puhdistamolietteestä Kuivarae ilman tyyppitäydennystä Kuivarae typpitäydennyksellä Käsittely Lanta-analyysi Lannoitevalmistelainsäädäntö Maksimaalinen liukoinen typpi 1:60 Kuva 3. Normisadon suhteelliset poikkeamat mineraalilannoitustasoilla ja orgaanisilla lannoitevalmisteilla Tuorlan ohrakokeessa vuonna 2009 erilaisilla analyysimenetelmillä (lanta-analyysi, lannoitevalmistelainsäädännön mukainen 1:5-vesiuutto, maksimaalinen ja 1:60-vesiuutto) analysoidun liukoisen typen määrän perusteella odotettavissa olevasta. lähteenä, koska niiden liukoisen typen vaihtelu voi olla suurempaa kuin mineraalilannoitteiden. Sadon määrän ja laadun kannalta on mielekkäämpää levittää niitä vuosittain ja täydentää liukoisen typen määrä tavoitetasoon mineraalilannoitteiden typellä. Kiinteät lannoitevalmisteet ovat lähinnä muiden ravinteiden kuin typen pääasiallisia lähteitä, ja niiden käyttömäärä 4 5 vuoden jaksossa on vuosittaisessa levityksessä yhtä suuri kuin maksimaalisessa kertalevityksessä, joka toistuu 4 5 vuoden v ä- lein. Maksimaalinen kertalevitys näkyy esimerkiksi mallasohran lajitteluasteessa yli 2,5 mm jyvien alentuneena osuutena ja pienempänä hehtolitrapainona. Kierrätysravinnetuotteiden lannoitusvaikutus on pääsääntöisesti suurempi kuin lannoitev almistelainsäädännön mukaisesti (1:5-v esiuutto) määritetyn liukoisen typen pitoisuuden perusteella voidaan ennakoida. Erityyppisten kierrätysravinnetuotteiden, nestemäiset ja kiinteät, lannoitevaikutusta kuvaa keskimäärin parhaiten liukoisen typen pitoisuus, joka on määritetty väljemmällä 1:60-vesiuutolla. Myös säädökset ja strategiat ohjaavat tuotantoa ja hyötykäyttöä Biokaasulaitosten per ustamista ja toimintaa säädellään muun muassa maatalouteen, ympäristönsuojeluun ja energiantuotantoon liittyvissä säädöksissä. Monissa maissa biokaasuteknologian käyttöön siir tymistä kannustetaan erilaisissa kansallisissa strategioissa siihen liittyvien positiivisten ympäristönäkökohtien, kuten uusiutuv an energian tuotannon, ravinteiden kierrätyksen ja kasvihuonekaasupäästöjen v ähenemisen vuoksi. Merkittävimmät biokaasulaitosten raaka-aineita ja niiden käsittelyä sekä lopputuotteita koskev at säädökset ovat EU-tason sivutuoteasetus ja kansallinen lannoitevalmistelainsäädäntö. Sivutuoteasetuksessa määritellään esimerkiksi biokaasulaitoksissa käsiteltäviä eläinperäisiä materiaaleja, kuten lanta ja biojäte, koskevat hygienisointivaatimukset (esimerkiksi 1 h, 70 C) sekä lopputuotteiden mikrobiologiset laatuvaatimukset. Sivutuoteasetus ei koske puhdistamolietteitä. Samankaltaiset mikrobiologiset laatuvaatimukset ovat kuitenkin my ös lannoitev almisteasetuksessa (MMMa 12/07). Lannoitevalmisteasetuksen liitteenä on orgaanisten lannoitevalmisteiden tyyppinimiluettelo, jossa määritellään muun muassa raaka-aineet, v almistusmenetelmät, ravinteiden ym. vähimmäispitoisuudet ja tuoteselosteessa ilmoitettavat tiedot. Lannoitevalmisteiden peltokäytössä on otettava huomioon nitraattiasetus, maatalouden ympäristötuen sitoumusehdot ja VNp 282/1994 puhdistamolietteen käytöstä maanviljelyksessä. Kokonaisuuden hallinta ratkaisevaa Kierrätysravinteiden tuotanto biokaasulaitosten yhteydessä edellyttää koko jalostusketjun hallintaa siten, että tuotannon ja tuotteiden terveys- ja ympäristöriskit 28 Vesitalous 1/2011

29 ovat hallittavissa. Kierrätysravinteiden ja uusiutuvan energian tuotannon suunnittelu tulisikin lähteä so veltuvien raaka-aineiden valinnasta haluttujen lopputuotteiden tuottamiseksi energiatehokkaasti ja ympäristövaikutukset huomioiden. Käytännön kokemuksia teknologioiden soveltuvuudesta ja kustannuksista erilaisille raaka-aineille on kuitenkin toistaiseksi v arsin vähän, mutta tutkimus- ja kehitysty ötä tehdään sekä kotimaassa että maailmalla. BIOVIRTAprojekti on käynnissä vielä vuoden 2011 loppuun saakka. Kirjallisuus Euroopan parlamentin ja neuvoston asetus (EY) N:o 1774/2002 (ns. sivutuoteasetus) muiden kuin ihmisravinnoksi tarkoitettujen eläimistä saatavien sivutuotteiden terveyssäännöistä. Euroopan parlamentin ja neuvoston asetus (EY) N:o 1069/2009 korvaa alkaen asetuksen 1774/2002. Kapuinen, P., Salo, T. ja Ylivainio, K Orgaanisten lannoitevalmisteiden ravinteiden analysointimenetelmät suhteessa ympäristötuen ehtoihin ja ympäristölainsäädäntöön. Suomen maataloustieteellisen seuran tiedote (2010):27. Paavola, T Biokaasun tuottaminen. Teoksessa: Palva, R., Alasuutari, S. ja Harmoinen. T. Lannan käsittely ja käyttö. Tieto tuottamaan (2009):128, ProAgria Keskusten liiton julkaisuja. s Paavola, T., Luostarinen, S., Kaparaju, P. ja Rintala, J Increasing overall energy impact of biogas concepts through processing digestates to valuable products, Bioenergy 2009, International Bioenergy Conference and Exhibition, Jyväskylä, s Salo, T., Kapuinen, P., Ylivainio, K., Luostarinen, S. ja Paavola, T Comparison of three different analysis methods to estimate N and P availability in organic soil amendments. 14th Ramiran International Conference, Treatment and use of organic residues in agriculture: Challenges and opportunities towards sustainable management. Lissabon, Portugal Maa- ja metsätalousministeriön asetus 12/07 lannoitevalmisteista. Maaseutuvirasto. Maatalouden ympäristötuen sitoumusehdot. Valtioneuvoston päätös 282/1994 puhdistamolietteen käytöstä maataloudessa. Biokaasuteknologiaan liittyviä käynnissä olevia hankkeita MTT:ssä BALTIC MANURE, Baltic for um for inno vative technologies for sustainable manure management, kehittää lannan ravinteita ja energiapotentiaalia hyödyntäviä lannankäsittelyteknologioita sekä uutta liiketoimintaa lannan tuotteistamisesta Itämeren maissa. Päärahoittaja: EU Baltic Sea Region Programme. BIONURMI, Nurmentuotannon mahdollisuudet aluetalouden vahvistamisessa ja kansallisten liikenteen biopolttoainetav oitteiden saavuttamisessa, tuottaa tietoa kestävästi toteutettavan nurmibiokaasuliiketoiminnan mahdollisuuksista kohdealueella (H äme, Uusimaa, Kaakkois-S uomi) ja toiminnan vaikutuksista muihin alueen toimintoihin (mm. karjatalous, kasvintuotanto, urakointi). Päärahoittaja: Euroopan maaseudun kehittämisen maatalousrahasto: Eurooppa investoi maaseutualueisiin. BIOPELTO, Biokaasu ja peltoenergia Kainuussa, keskittyy peltoenergian kehittämistyöhön Kainuun maakunnan alueella ja edistää erityisesti biokaasun tuotantoa maatiloilla. Päärahoittaja: Euroopan maaseudun kehittämisen maatalousrahasto: Eurooppa investoi maaseutualueisiin. BIOSAFE, Turvallisia lannoitevalmisteita biokaasulaitoksista, tutkii orgaanisten haitta-aineiden esiintymistä biokaasulaitosten lopputuotteissa ja niiden lannoitevalmistekäytöstä mahdollisesti aiheutuvia riskejä elintar vikeketjuun. Päärahoittajat: Makera ja yritykset. BIOTILA, Biokaasuteknologian käyttöönoton edistäminen Pohjois-Savossa, kehittää maatilojen ja niiden yhteenliittymien biokaasuratkaisuja maidontuotantovaltaiseen Pohjois-Savoon ja muualle Itä-Suomeen. Päärahoittaja: Euroopan maaseudun kehittämisen maatalousrahasto: Eurooppa investoi maaseutualueisiin. BIOVIRTA, Biokaasuprosessin materiaalivirtojen tuotteistaminen, kehittää teknologioita ja käytäntöjä, joilla erityyppisiä orgaanisia sivutuotteita ja jätemateriaaleja voidaan hyödyntää biokaasulaitoksissa, ja joilla niistä voidaan jatkojalostaa kilpailukykyisiä ja turvallisia tuotteita erilaisiin käyttökohteisiin. Päärahoittajat: Tekes BioRefine-ohjelma ja yritykset. HVP BIOKAASUKSI, Hoidettu viljelemätön pelto biokaasuksi, tutkii hoidetun viljelemättömän pellon, viherkesannon ja suojavyöhykkeiden biomassan määrää ja laatua sekä sen hyödyntämismahdollisuuksia biokaasulaitoksissa. Päärahoittaja: Makera. HYÖTYLANTA, Lannan sekä eloperäisten jätteiden ja sivutuotteiden hyödyntämisvaihtoehdot, tuottaa työkaluja lannan ja muiden eloperäisten materiaalien hallintaan niiden sisältämien ravinteiden kierrättämiseksi ja energiasisällön hyödyntämiseksi ilman haitallisia ympäristövaikutuksia. MMM:n tilaama tutkimusohjelma. VALORGAS, Valorisation of food waste to biogas, keskittyy biokaasuteknologian käyttöön liikennepolttoaineen tuottamiseksi biojätteestä kehittäen koko tuotantoketjua keräysjärjestelmistä lopputuotteiden hy ödyntämiseen. Päärahoittaja: EU:n 7. puiteohjelma. W-FUEL, From waste to traffic fuel, tuottaa suunnitelmat biojätteen synnyn ehkäisystä, biokaasun tuottamisesta ja biokaasun liikennepolttoainekäytöstä neljälle kohdealueelle S uomessa ja kahdelle kohdealueelle Virossa sekä arvioi näiden suunnitelmien ympäristö-, talous- ja aluev aikutukset. Päärahoittaja: Central Baltic Interreg IV A Programme. 29

30 Korkean hyötysuhteen moottoritekniikka BlueFlux on sarja erittäin tehokkaita sähkömoottoriratkaisuja, jotka on suunniteltu nimenomaan pumppuja varten. BlueFlux on merkki jota etsiä, jos haluat pienentää pumppujesi energiankulutusta jopa 60 %. Vastaa energiahaasteeseen NYT ja tilaa BlueFlux -esite osoitteesta:

31 Pumppujen hyötysuhteen uusi standardi on täällä SIIRRY BLUEFLUX IIN

32 käytännön kokemukset biokaasulaitoksien rejektivesien koostumuksesta ja käsittelystä PÄiVi LeHTO Suunnitteluinsinööri Kymen Vesi Oy Artikkeli perustuu kirjoittajan diplomityöhön. Biokaasulaitoksen rejektivesien kuorman merkittävin osa k oostuu mädätysreaktorista poistettavan mädä tysjäännöksen kuivatuksessa muodostuvista v e- sistä. Rejektivesille on tyypillistä korkea typpipitoisuus, ja yhdyskuntajäteveteen v errattuna r e- jektivesi on huomattavasti konsentroituneempaa. Ilman esikäsittelyä v oi biok aasulaitoksen rejektivesien k äsittely yhdy s- kuntajätevedenpuhdistamolla muodostua haasteelliseksi. Biokaasulaitoksien r ejektivesissä esiintyy laadullisia v aihteluita, jotka johtuvat syötteiden koostumuksissa tapahtuvista muutoksista. Syötteen lisäksi laitoksen mädätyspr o- sessin teho kkuus ja m ädätysjäännöksen kuivaaminen vaikuttavat rejektivesien laatuun. Laitoskohtaisia vaihteluita rejektivesien laatuun aiheuttaa myös mädätyslämpötila. Rejektivedet o vat laadultaan konsentroituneita ja erityisesti orgaanisen aineen sekä typen pitoisuudet ovat korkeita. Pääosin typpi esiintyy rejektivesissä ammoniumtyppenä (NH 4 -N), koska anaerobinen mädätys muuttaa pr o- teiinien peptidisidoksiin kiinnittyneen typen liukoiseksi ammoniumtypeksi. Syötteen termisellä esihy drolysoinnilla on myös todettu olev an vaikutusta rejektiveden typpipitoisuuteen. Termisen esihydrolysoinnin on todettu nostavan rejektiveden typpipitoisuutta sekä rejektivedessä olevan liukoisen iner tin orgaanisen aineen määrää. F osfori on rejektivesissä yleensä sitoutuneena kiintoaineeseen. Anaerobisissa olosuhteissa syötteeseen sitoutunut fosfori vapautuu, mutta osa liukoisesta fosforista saostuu mädätysreaktorissa olevien epäorgaanisten kationien toiminnan seurauksena. Rejektiveden orgaanisen aineen määrään vaikuttaa biokaasulaitoksen mädätysprosessin toimivuus. O ptimaalisesti toimivan biokaasulaitoksen r ejektivesiin päätyy noin 10 pr osenttia syötteiden sisältämästä orgaanisesta aineesta. Biokaasulaitoksen r ejektivesien käsittelyyn on olemassa useita v aihtoehtoja. Periaatteessa rejektivedet voidaan käsitellä jo biokaasulaitoksella vesistöön johdettaviksi, mutta poikkeuksetta ne johdetaan yhdyskuntajätevedenpuhdistamolle joko ilman esikäsittelyä tai esikäsiteltyinä. Esikäsittelyyn on olemassa biologisia sekä fysikaalis-kemiallisia vaihtoehtoja, joilla pyritään v ähentämään rejektivedessä olevan typen määrää. Biologisissa menetelmissä r ejektiveden käsittely per ustuu nitrifikaatio denitrifikaatio -r eaktioihin tai nitrifikaatio denitrifikaatio r eaktioiden muunnoksiin. B iologisia esi käsittelymenetelmiä ovat mm. Sharon, Sharon- Anamox, BABE ja D emon. Fysikaaliskemiallisia menetelmiä ovat struviittisaostus ja ammoniakkistrippaus. Tietojen kerääminen Rejektivesien koostumusta ja koostumuksen v aihteluun v aikuttavia syit ä selvitettiin biokaasulaitoksille tehdyllä kyselytutkimuksella. Samalla selvitettiin käytännön kokemuksia rejektivesien esikäsittelystä. Tutkimukseen onnistuttiin saamaan ainoastaan kuuden laitoksen tiedot, mikä toi oman haasteensa tulosten analysointiin. Laitosten syöte koostui pääosin biojätteestä ja puhdistamolietteestä. Osalla laitoksista oli näiden lisäksi syötteenä myös viherbiomassaa, teollisuuden lietettä ja hautomojätettä. Tutkimukseen osallistuneilla laitoksilla oli er oavaisuutta myös mädätysjäännöksen kuivaukseen käytettävissä menetelmissä ja syötteen hygienisoinnissa. Lisäksi mädätyslämpötila oli laitoksissa joko mesofiilisella tai termofiilisella alueella. Rejektivesien koostumus Kyselyyn vastanneiden biokaasulaitosten rejektivesien typpi- ja fosforipitoisuudessa sekä biologisen ja kemiallisen hapenkulutuksen määrissä oli merkittäviä eroja. Oheisessa taulukossa on esitetty laitoksien r ejektivesien koostumuksen vaihtelun suuruutta. Sen sijaan r e- jektiveden ph oli yhtä laitosta lukuun ottamatta välillä 8,3 8,5. Syitä laitosten välillä esiintyvään rejektiveden koostumuksen v aihteluun lähdettiin selvittämään sy ötekoostumuksen, biokaasun tuotantomäärien ja kuivauksen tehokkuuden erojen vertailulla. Syötteen koostumuksen muutoksen v aikutusta r ejektiveden koostumukseen tar kasteltaessa hav aittiin syötteen puhdistamolietteen osuuden lisääntymisen lisääv än r ejektiveden typpipitoisuutta ja v astaavasti alentavan r ejektiveden fosforipitoisuutta. Puhdistamolietteen osuuden muutoksen vaikutus ei kuitenkaan ole täysin yksiselitteinen. Laitosten syötteiden typpija fosforipitoisuudet eiv ät olleet tulosten analysointiv aiheessa käytettävissä, 32 Vesitalous 1/2011

33 Taulukko. Rejektivesien koostumuksissa esiintynyt vaihtelu. Kokonaistyppi Kokonaisfosfori COD BOD Koostumuksen vaihteluväli [mg/l] joten syötteiden typpi- ja fosforipitoisuus määritettiin kirjallisuusarvoista laskemalla. Laskennallisten tulosten perusteella syötteen typpipitoisuus vaikuttaa rejektiveden typpipitoisuuteen, mutta syötteen fosforipitoisuudella ei tulosten perusteella näyttäisi olev an suoranaista vaikutusta rejektiveden fosforipitoisuuteen. Puhdistamolietteen v aikutus rejektiveden fosforipitoisuuteen saattaa selittyä puh distamolietteessä o levalla fosforin saostamiseen käytettäv ällä kemikaalilla, joka lisää mädätyspr osessissa fosforin saostumista kiintoaineeseen. Biologisen hapenkulutuksen määrään ei syötteen koostumuksen muutoksilla ollut selvää vaikutusta. Sen sijaan laitosten s yötetonnia k ohden tuottaman biokaasun määrällä ja käsittelyjäännöksen kuivauksen tehokkuudella olisi tulosten perusteella vaikutusta biologisen hapenkulutuksen määrään. B iokaasun tuotannon lisääntyminen sy ötetonnia kohden vähensi biologisen hapenkulutuksen määrää rejektivedessä. Käsittelyjäännöksen kuiv auksella on mahdollista v aikuttaa v eden ja kiintoaineen er ottamistehokkuuteen. Laitoksilla, joissa v esi saatiin tehokkaasti er otettua kiintoaineesta, r ejektivedessä oli v ähän kiintoainetta, jolloin r ejektiveden biologisen hapenkulutuksen määrä oli alhaisempi kuin laitoksilla, joissa kuiv auksen yhtey dessä rejektiveteen jäi enemmän kiintoainetta. Laitoksista saatujen tietojen perusteella laskettuna r ejektiveden biologisen hapenkulutuksen ja kiintoaineen suhteeksi saatiin 0,4 0,5 kg BOD / kg TS. Kyselytutkimukseen osallistuneilla laitoksilla biologisen ja kemiallisen hapenkulutuksen suhde oli v älillä 0,25 0,35. Tarkempaa t arkastelua v aille j ätettiin rejektivesien sisältämät raskasmetallit, koska raskasmetalleja oli analysoitu vain muutamalla kyselyyn vastanneilla laitoksilla. Näillä rejektivesien raskasmetallipitoisuudet alittivat maa- ja metsätalousministeriön (MMM 12/07, liite IV) lannoitteille asettamat raskasmetallien raja-arvot, mutta osa r ejektivesien ras kasmetallipitoisuuksista kuitenkin ylitti typenpoistoon käytettävien nitrifikaatio- ja denitrifikaatior eaktioiden inhiboitumisrajan. Kirjallisuus Rejektivesien käsittely Biokaasulaitosten rejektivesien käsittelyssä oli er oja. Osa laitoksista johti r e- jektivedet yhdyskuntajätevedenpuhdistamolle ilman esikäsittelyä kun taas osa esikäsitteli r ejektivedet ennen niiden johtamista puhdistamolle. Myös kokemukset rejektiveden käsittelystä vaihtelivat laitosten välillä. Yleisesti ottaen r ejektivesien käsittelyssä ongelmallisimmaksi koettiin rejektivesien sisältämä typpi, mutta myös kiintoaineen laskeutumisen kanssa oli ollut ongelmia. O ngelmat typenpoistossa heikensivät kiintoaineen laskeutumista sekä fosforin poistoa. E räs laitos kertoi kokeilleensa kahta esikäsittelymenetelmää rejektivesille, mutta luopunut molempien käytöstä alhaiseksi jääneen puhdistustehon vuoksi. Laitoksella käsittelymenetelmien heikon toimivuuden syyksi ar veltiin suur ta typpipitoisuutta, jota ei saatu tehokkaasti pienennettyä. Yhdellä laitoksella oli lisäksi ollut ongelmia rejektiveden vaahtoamisen kanssa esikäsittelyssä. Vaahtoamisesta oli myös toisenlaisia kokemuksia, sillä eräs laitos ker toi vaahdon poistuvan esikäsittelyssä vaahdonestokemikaaleilla. Rejektivedessä esiintyvästä vaahdosta oli yhdellä tutkimukseen osallistuneella laitoksella havaittu olevan yhteys mädätysreaktorin lämpötilassa tapahtuv aan muutokseen. Laitoksen r ejektivesissä oli havaittu esiintyvän vaahtoutumista silloin, kun mädätysreaktorin lämpötila laski alle optimilämpötilan. Vaikka esikäsittelyssä oli joillakin laitoksilla esiintynyt haasteita, on esikäsittelyllä kuitenkin mahdollista vähentää rejektivesistä aiheutuvaa kuormitusta yhdyskuntajätev edenpuhdistamolla. Esikäsittelyn tarpeellisuus määräytyy kuitenkin aina tapauskohtaisesti vastaanottavan puhdistamon v astaanottokapasiteetin per usteella. M yös vuositasolla korkeaksi nousev at jätev esien käsittelykustannukset voivat tehdä r ejektivesien esikäsittelyn tarpeelliseksi. R ejektivedet luokitellaan teollisuusjätev esiksi ja yhdyskuntajätevedenpuhdistamon niistä perimä kor otettu jätev esimaksu v oi muodostua huomattavan suureksi. Toisaalta r ejektiveden esikäsittelyn tarpeellisuus voi tulevaisuudessa muuttua, mikäli tutkimustulokset osoittavat myös puhdistamolietettä sy ötteenään käyttävän biokaasulaitoksen r ejektivesien so veltuvuuden lannoitekäyttöön. Toisaalta r ejektivesien lannoitekäyttö on mahdollista ainoastaan osan aikaa vuodesta, joten ympärivuotista ratkaisua se ei rejektivesien käsittelylle tuo. Deublein D. ja Steinhauser A. (Edited) Biogas from waste and renewable re-sources. Weinheim, Wiley, cop. s ISBN Evans T.D. Recovering ammonium and struvite fertilisers from digested sludge dewatering liquors. Saatavissa: Karttunen E RIL Vesihuolto II. Suomen Rakennusinsinöörien liitto RIL ry. Vammalan Kirjapaino Oy. s ISBN Latvala Markus. Paras käyttökelpoinen tekniikka (BAT) Biokaasun tuotanto suomalaisessa toimintaympäristössä. Suomen ympäristö 24/2009. Suomen ympäristökeskus, Edita Prima Oy, Helsinki s.114. ISBN Phothilangka P., Schoen M. A., Wett B Benefits and drawbacks of thermal pre-hydrolysis for operational performance of wastewater treatment plants. Water science and technology, Vol. 58, No. 8, pp

34 Vampulan biokaasutehdas on ollut tuotannossa vajaan vuoden. Vampulassa biokaasulaitos vastaa maaseudun, yhdyskuntien ja teollisuuden tarpeisiin Keväällä 2010 k äynnistetty VamBio Oy:n biokaasulaitos Vampulassa käyttää monipuolisesti hyödyksi elintarviketeollisuuden alkutuotannon ja vesihuoltolaitosten biohajoavia jätelietteitä. Laitoksella syntyvä biokaasu, -sähkö ja -lämpö h yödynnetään suurelta osin paik allisesti, ja m yös ravinteet kierrätetään takaisin lähialueiden pelloille. Vampulan biokaasulaitos ottaa vastaan tonnia vuodessa kuntien jätevedenpuhdistamoiden lietteitä sekä karjatalouden, teurastamoiden ja elintar viketeollisuuden sivutuotteita. Tuotantoprosessin tuloksena yhtiö toimittaa sähköä, lämpöä, biokaasua ja lannoitteita asiakkailleen, joita ovat muun muassa alueen suuret sikalat, Nordkalk Oy:n kalkkitehdas sekä paikalliset maanviljelijät. Koko toiminta-ajatus per ustuu siihen, että paikallisten toimijoiden orgaanisille jä tteille ta rjotaan jä rkevin mahdollinen käsittely kustannustehokkaasti, ja ravinteet palautetaan takaisin sinne mistä ne ovat lähtöisin eli pelloille. Lisäksi toimintamallilla kor vataan konkreettisesti uusiutumattomia luonnonvaroja kuten öljyä ja fosforia, joiden varannot ovat ennusteiden mukaan käy- 3 Vesitalous 1/2011

35 mässä vähiin jo muutamien kymmenien vuosien kuluessa, kertoo VamBio Oy:n toimitusjohtaja Kaisa Suvilampi. Paikallista yhteistyötä Yhteistyö suurimpien asiakkaiden kanssa on tiivistä. Laitos on yhdistetty putkilinjoilla sekä kahteen lähimpään sikalaan, josta johdetaan biokaasulaitokselle lietettä että Nordkalkin tehtaalle, jonne johdetaan laitoksen tuottamaa biokaasua. Biokaasulla on kor vattu merkittävä osa kalkkikiv en kuivauksessa käytetystä polttoöljystä. Asiakkaana on tällä hetkellä myös yhdeksän kuntaa, joiden yhdyskuntajätevesilietteitä vastaanotetaan Vampulan laitokselle. Toimintamalli on rakennettu siten, että tuloja saadaan jätehuoltopalv elusta sekä energian ja lannoitevalmisteiden myymisestä. Tällä h etkellä jä tehuoltopalvelujen myyminen on yhtiön suurin tulonlähde. Energian hinta on edelleen aika matala vaikka onkin viime vuosina ollut noususuunnassa, ja investointitukea saaneena laitoksena emme ole myöskään pääsemässä syöttötariffijärjestelmän piiriin. Toistaiseksi lannoitteet annamme ilmaiseksi lähiseudun maanviljelijöiden käyttöön, Suvilampi sanoo. Biolämpö Biosähkö Biokaasu teollisuudelle CHP yhdistetty sähkön ja lämmön tuotanto Teollisuuden ja kaupan sivutuotteet Biokaasu Biokaasutehtaan toiminta kaaviona. Alkutuotannon sivutuotteet VamBio Oy:n toimitusjohtaja Kaisa Suvilampi ja laitoksen toimittaneen Watrec Oy:n projektipäällikkö Olli-Pekka Hyvärinen. Laitos rutiinituotannossa Vampulan biokaasulaitoksella on kaksi m³ mädätysreaktoria, joissa orgaaninen aines hajoaa mesofiilisen prosessin tuloksena C lämpötilassa. Laitokselle tulev a liete siirr e- tään aluksi v astaanottoaltaaseen. Vastaanotto Homogenisointi, palakoko <12 mm Hydrolyysireaktori Hygienisointi, 70 C, 60 min Biokaasun tuotanto, jatkuvatoiminen, mesofiilinen prosessi, C, viipymä >21 vrk Jälkikaasutusreaktori Stabilointisäiliö 1 Stabilointisäiliö 2 Stabilointisäiliö 3 Kunnallinen puhdistamoliete Rejektivesi Vedenerotus Lannoitetuotteet Lannoitevalmiste Lannoitevalmiste Lannoitevalmiste Lannoitevalmiste Esikäsittelyssä syöte sekoitetaan haluttuun kuiva-ainepitoisuuteen ja homogenisoidaan, jolloin liete saadaan helposti pumpattav aksi. Esir eaktorissa biologinen prosessi käynnistyy ja liete hygienisoidaan 70 C lämpötilassa tunnin ajan muun muassa erilaisten taudinaiheuttajien ja rikkakasvien poistamiseksi. Varsinaisessa reaktorissa orgaanisen aineksen hajoaminen on jatkuvatoiminen prosessi ja lietteen viipymä on vähintään 21 vuorokautta. Biokaasu otetaan talteen sekä esir eaktorista että v arsinaisesta reaktorista ja sen metaanipitoisuus on verraten korkea, prosenttia. Laitos on hyvin pitkälle automatisoitu, ja v alvontajärjestelmä antaa jatkuvasti tietoa pr osessin sujumisesta. Vambio Oy:n palkkalistoilla onkin vain 3 ty öntekijää, jotka ty öskentelevät arkisin klo 7 ja 16 v älillä. Muina aikoina laitoksen toimintaa v alvotaan etäyhteyden avulla. Laitoksen suunnittelu ja ympäristövaikutusten ar viointimenettely aloitettiin vuonna 2007 ja rakentaminen käynnistyi ke väällä k estäen v a- jaan vuoden. Tällä hetkellä olemme siirtyneet käyttöönottovaiheesta r utiinituotantoon ja laitoksen toiminta on sujunut suunnitelmien mukaan, Kaisa Suvilampi kertoo. 35

36 Tuoreet teknologiat muokkaavat biokaasun energiaksi TekSTi: TuuLi TOiVikkO Jätevedenpuhdistamoilla syntyvästä biok aasusta on mahdollista tuottaa sähk öä ja lämpöä mik roturbiinein. Toinen innovaatio, jonk a k ehittely bio - kaasun h yödyntämisessä ener - giaksi on jo pitk ällä, on poltt o- kennotekniikka. (VVY), kuvat: SarLin OY ab Vedenpuhdistamot hyvä sovellutuskohde Sekä mikroturbiinien että polttokennojen merkittävä etu on päästöjen vähyys. Biokaasun hy ödyntämistä polttokennojen polttoaineena kehitetään myös Suomessa. Wärtsilä kehittää kiinteäoksidipolttokennoja, jotka muiden polttokennotekniikoiden tapaan konvertoivat energian sähköksi noin 50 prosentin hyötysuhteella. Faktaa Lähde: Tukiainen Tuija, Vesihuoltolaitosten kasvihuonepäästöt Suomessa Mikroturbiinit kämmeneen mahtuvista jääkaapin kokoisiin tyypillinen teho kw sähkön ja lämmön yhteistuotannossa hyötysuhde 80 % vähäiset päästöt (typen oksidit NOX, hiilimonoksidi CO, ja hiilivedyt HC) Polttokennot yhdistetty hyötysuhde lämmön ja sähkön tuotannossa biokaasulla 80 % sähkön tuotannossa 50 % pienimillään 5 kw kokoluokkaa ennen käyttöä biokaasu puhdistetaan metaaniksi tekniikkaa kehitetään Suomessa - Vaasan koelaitoksellamme hyödynnetään kaatopaikan kaasua, mutta teknologiaa ei ole vielä laajasti kaupallistettu, ker too polttokennokehityksestä vastaava johtaja Erkko Fontell Wärtsilä Product Center Ecotechistä. - Juuri mädättämöissä syntyv ä biokaasu olisi optimaalista polttokennoille, koska se on 60-pr osenttista metaania, joka on polttokennoille sellaisenaan kelpaavaa polttoainetta. Vedenpuhdistamot tarjoavat hyvän sovellutuskohteen, koska prosessi on jatkuv a ja hallittu toisin kuin esimerkiksi maatilalla, Fontell kertoo. Hän pitää myös tulevaisuuden vaatimuksia energiatehokkuudesta ja ympäristövaikutuksista asioina, jotka ajavat kohti polttokennojen hyödyntämistä. Pienet päästöt ja huoltovapaus etuna - Kaasumoottor eihin v errattuna mikroturbiinit ovat helpompia ja huoltovapaampia. Kaasun kuiv aus ja puhdistaminen on olennaista mikroturbiinien toimivuuden kannalta. Hyvällä esikäsittelyllä epäpuhtaudet, kuten siloksaanit ja rikkivety eivät aiheuta vaikeuksia, sanoo Lauri Valovirta Sarlinilta. Hän luettelee mikroturbiinien eduksi myös sen, että turbiinit o vat luotettavia ja ol leet e rilaisissa so velluksissa kauan käytössä. S uunnittelussa turbiinien valmistaja Capstone on hyödyntänyt lentokoneiden turbiineista saatuja kokemuksia. Valovirta korostaa myös, että kaasuturbiineihin verrattuna päästöt ovat alhaisella tasolla, ja soveltuvuus tehokkuudeltaan pieniin kohteisiin on erinomainen. Merkittävimmät teknologiset kehitysaskeleet mikr oturbiineissa liittyvät automaatioon, jota parannellaan koko ajan. Paikallista energiaa hyödyntämään Sekä mikroturbiinien että polttokennojen et una on mahdollisuus hyödyntää paikallista energialähdettä. - Suomessakin on edellytyksiä polttokennotekniikkaa hy ödyntävälle toiminnalle, mutta sähköverkkojen vapautumiseen liittyvät avoimet kysymykset hidastavat osaltaan tekniikan käyttöönoton mahdollisuuksia, Fontell toteaa. Biokaasua, paikallista polttoainetta, jätevedenpuhdistamoilta voitaneen hyödyntää tulevaisuudessa yhä enemmän. Käyttökokemuksia biokaasun käytöstä vesihuollon energian tuotannossa on Tampereen Veden Raholan jätev e- denpuhdistamolta, jossa mikroturbiinit asennettiin käyttöön kesällä M itoitukset o vat kohdallaan ja mikroturbiinit ovat toimineet odotuksia vastaavasti, kertoo prosessiteknikko Matti Oittinen Tampereen Vedeltä. 36 Vesitalous 1/2011

37 HSY / Suomen Ilmakuva Oy Kuva 1. Kaasuvoimala on kerännyt monenlaista tunnustusta. Laitos sai työ- ja elinkeinoministeriön energiatukea 3,4 miljoonaa euroa. Marraskuussa Energiateollisuus ry antoi kaasuvoimalalle tunnustuspalkinnon vuoden 2010 ilmastotekona. Ämmässuon kaatopaikkakaasusta sähköä ja lämpöä Ämmässuon kaasuvoimala lisää merkittävästi uusiutuvan energian osuutta pääkaupunkiseudun sähköntuotannossa. Jukka SaLMeLa Projektipäällikkö, HSY Jätehuolto jukka.salmela@hsy.fi HSY Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä operoi Ämmässuolla Espoossa pääkaupunkiseudun ainoaa toimivaa ja Pohjoismaiden suurinta jätteenkäsittelykeskusta ja kaatopaikkaa. J ätteen hajotessa kaatopaikalla muodostuu merkittävä määrä ympäristölle haitallista kaatopaikkakaasua, jonka täysimittaiseen hy ödyntämiseen e nergiantuotannossa HSY on sitoutunut omassa strategiassaan. Ämmässuon kaatopaikkakaasua hyödyntävä kaasuvoimala otettiin käyttöön toukokuussa Voimalaitos muodostaa oheislaitteineen yhden kehittyneimmistä kaatopaikkakaasun hy ö- tykäyttöjärjestelmistä maailmassa. 37

38 Voimala kykenee hy ödyntämään lähes kaiken Ämmässuon kaatopaikalla kerätyn ka atopaikkakaasun ja tu ottamaan siitä noin 15 MW sähköä ja 8 MW lämpöä. Laitoksen avulla saavutetaan pääkaupunkiseudun miljoonaa asukasta palvelevan Ämmässuon jätteenkäsittelykeskuksen energiaomav araisuus. Lisäksi sähkönmyynnistä saatavilla tuloilla osaltaan vähennetään paineita jätemaksujen korotukselle. Kaatopaikkakaasun kerääminen aloitettiin jätteenkäsittelykeskuksessa jo vuonna Vuodesta 2004 kaatopaikkakaasua on toimitettu hy ödynnettäväksi, mutta sitä oli mahdollista käyttää vain osan vuotta kaukolämmön tuotantoon. Ympäristöhaitasta energiaa Kaatopaikkakaasu koostuu pääosin metaanista, joka on voimakas kasvihuonekaasu. Lisäksi se sisältää muita haitallisia komponentteja kuten rikkivetyä ja silikaatteja. Perinteisesti kaatopaikoilta kerätty kaasu on poltettu soihtupolttimissa, koska kaasun hyödyntäminen ei kannattanut teknisesti tai taloudellisesti. Kaasun sisältämät epäpuhtaudet asettivat erityisv aatimuksia my ös Ämmässuon kaasuv oimalan hy ödyntämisjärjestelmille, joten laitokseen on liitetty jatkuv atoiminen puhdistusjärjestelmä ensimmäisenä S uomessa. Puhdistus ehkäisee moottorin likaantumista ja v ähentää huoltotar vetta. Se saattaa jopa puolittaa vuotuisen voiteluöljynkulutuksen. Voimalaan v alittiin neljä MWM TCG2032 V16 kaasumoottoria, jotka ovat suurimpia yksittäistä kaatopaikkakaasua käyttäviä kaasumoottor eita maailmassa. Valitun tekniikan ansiosta laitoksen hyötysuhde pysyy korkeana myös osatehoilla silloin, kun kaasun tuotantomäärä vaihtelee. Voimalaitos tuottaa vuodessa sähköä noin 120 gigawattituntia, mikä vastaa jopa sähkölämmitteisen omakotitalon vuotuista lämmitysenergian tarvetta. Jätelämmöt hyötykäyttöön Ympäristölupa edellyttää my ös, että sähköntuotannossa syntyvä lämpö hyödynnetään mahdollisuuksien mukaan. Voimalan savukaasujen energia otetaan talteen lämmönv aihtimissa ja kerätty lämpö hy ödynnetään lisäsähkön tuotannossa erillisessä ORC-prosessissa (Organic Rankine Cycle). ORC-prosessin avulla savukaasujen lämmöstä v oidaan tuottaa 1,5 MW lisäsähkötehoa, mikä korottaa voimalan sähköntuotannon 17 MW:iin ja hyötysuhteen jopa 45 prosenttiin. Tämä toinen v aihe on päätetty toteuttaa, ja se valmistuu vuoden 2011 aikana. Moottoreiden jäähdytysv edet ohjataan HSY:n operoimaan alueelliseen kaukolämpöjärjestelmään, ja hy ödynnetään joko pr osessilämpönä tai tilojen lämmitykseen. Pelkästään jätelämmöstä tuotettu sähkö- ja lämpö tekee HSY / Kai Widell 38 Vesitalous 1/2011 Kuva 2. Voimalassa pyörii neljä MWM TCG2032 V16 kaasumoottoria, jotka ovat suurimpia yksittäisiä kaatopaikkakaasua käyttäviä moottoreita maailmassa.

39 HSY / Kai Widell Kuva 3. Laitoksen valvomoon on yhdistetty laajan alueen vesienhallinta, kaasunkeräys- sekä palo- ja pelastusjärjestelmien valvonta. Säätiö L.V.Y:n apurahat haettavana Säätiö L.V.Y:n hallitus julistaa haettavaksi apurahaa vuosille Apurahoilla tuetaan säätiön säädekirjan mukaisesti LVIalan teknillis-tieteellistä ja taloudellista tutkimus- ja kehitystyötä. Säätiön hallitus päättää yksit- täisten apurahojen suuruudesta ja jakotavasta. Säätiön hallitukselle osoitetut vapaamuotoiset hakemukset, joista käy selville hakija, hankkeen tarkoitus, toteutussuunnitelma aikatauluineen ja rahoitussuunnitelma on toimitettava klo mennessä osoitteella Säätiö L.V.Y. / Suomen LVI-liitto, Sitratori 5, Helsinki. Apurahojen saajat julkistetaan huhtikuussa 2011 järjestettävässä tilaisuudessa. Lisätietoja antaa tarvittaessa säätiön hallituksen sihteeri, toiminnanjohtaja Hannu Sipilä, puhelin Säätiö L.V.Y. on perustettu K.V. Lindholmin lahjoituksen turvin tukemaan ja edistämään lämmitys-, ilmastointi- ja saniteettiteknisiä kysymyksiä sekä niihin liittyviä tehtäviä käsittelevää teknillistieteellistä tutkimustyötä. Ämmässuosta energiaomav araisen. Näin se v apauttaa voimalan tuottaman sähkön myytäväksi suoraan valtakunnan kantaverkkoon. Tätä varten alueelle on rakennettu oma 110 kv verkkoyhteys. Viranomaiset asettiv at kaasuvoimalalle tiukat ympäristölupaehdot päästöjen ja melun osalta laitoksen suuren koon vuoksi. Valvomosta seurataan koko aluetta Kaasuvoimala on my ös Ämmässuon nykyaikaisen jätteenkäsittelykeskuksen hermokeskus. Laitoksen v alvomoon on yhdistetty laajan alueen v esienhallinta, kaasunkeräys- sekä paloja pelastusjärjestelmien v alvonta. Sen kautta hallitaan laajan alueen jätteenkäsittelytoimintoja aina tuloportin kulunvalvonnasta jätteen hajoamisprosessien monitor ointiin saakka. 39

40 HYDrOLOGia Talven lumiolot Sata k attosortumaa tai v auriotilannetta, juna t tun titolkulla myöhässä, aut oja lumik asojen sisässä Viime talvi oli varmasti ennätysluminen vai oliko? Suomen lumihavainnoilla on pitkät perinteet. Jo 1750-luvulla tiedetään Laihialla kirjatun muistiin lumisadepäivien lukumääriä. Talvella käynnistyivät järjestelmälliset lumen syvyysmittaukset, aloitteen takana olivat Suomen Maantieteellinen Seura ja M eteorologinen P äälaitos. Ajoitus oli hyv ä jo samalla vuosikymmenellä koettiin E telä- ja K eski- Suomessa talvi, joka todennäköisesti oli lumisin moniin vuosisatoihin. Maaliskuussa 1899 havaitsijat kirjasivat lähes kahden metrin hankia I tä- Suomessa. Toukokuussa koettiin suurtulva, joka nosti Vuoksen, K ymijoen ja K okemäenjoen v esistöissä jär vien pinnat 1,5 2,5 metriä keskiar vojen yläpuolelle. Syvyys ei kuitenkaan kerr o lumen määrää. Puolen metrin kerr os kevyttä pakkaslunta painaa vain 50 kiloa neliömetriä kohti, tiiviinä ja mär känä vastaavan kerr oksen paino v oi olla jopa seitsenkertainen. Hydrografinen toimisto k äynnistikin lume n mä ärän eli vesiarvon mittaukset jo vuonna Vuonna 1936 alettiin laskea alueellisia vesiarvoja eräille pääv esistöille. Tämä laskenta ulotettiin useimpiin suuriin vesistöihin 1940-luvun lopulla. Nykyään Suomen ympäristökeskuksella on noin 150 lumilinjaa eri puolilla maata. Niillä tehdään v esiarvon määritykset 1 2 ker taa kuukaudessa. N äitä tuloksia ja I lmatieteenlaitoksen säähavaintoja käyttäen lasketaan hydrologisilla malleilla lumen v esiarvot vuoden jokaisena päivänä noin pienelle valuma-alueelle, jotka kattavat koko maan. Koko havaintojakson ennätyksiä ei uhkailtu Taulukossa 1 on esitetty kahden pitkän jakson sekä talv en maksimivesiarvot seitsemällä vesistöalueella eri puolilla Suomea. Missään vesistössä ei oltu viime talvena lähelläkään kauden maksimia. Kun vertailukaudeksi otetaan , tilanne muuttuu. A urajoella ja K yrönjoella tuon kauden maksimi ylittyi muutamalla prosentilla, Vantaanjoella ylitys oli 15 prosenttia. Vantaalla, Aurajoella ja K yrönjoella lunta oli eniten huhtikuussa Silloin lumien sulamista seurasi myös poikkeuksellisen suuri kev ättulva kaikissa S uomenlahden, S aaristomeren ja S elkämeren rannikko vesistöissä. Sulamiskausi alkoi v asta huhtikuun loppupuolella ja tulv ahuiput ajoittuivat toukokuun alkupäiviin. Taulukko 1. Vesistö Maksimi (mm) Maksimi (mm) esko kuusisto FT, hydrologi Suomen ympäristökeskus esko.kuusisto@ymparisto.fi Vuoksen v esistön lumisin talvi on 1981, O ulujoella se on Kemijoella ja P aatsjoella maksimi on vuodelta N ämä vuodet o vat lumitilaston kärjessä my ös koko hav aintojaksolla, joka näissä neljässä vesistössä ulottuu vuoteen Maksimi 2010 (mm) Maksimi 2010 verrattuna maksimeihin (%) Vantaanjoki Aurajoki Kyrönjoki Vuoksi Oulujoki Kemijoki Paatsjoki Vesitalous 1/2011

41 HYDrOLOGia Etelän lumet ovat vähentyneet Kuvassa 1 on esitetty Vantaajoen vesistön maksimivesiarvot kuuden viime vuosikymmenen talvilta. V ähenemätrendi on mer kitsevä 99,9 pr osentin tasolla. Regressiosuoran mukaan talvikauden maksimikertymät olisivat vähentyneet jopa 60 pr osenttia. I lmastonmuutosskenaarioiden valossa tämä on ehdottomasti liikaa näin suuri pitäisi vähenemän olla v asta joskus vuoden 2050 jälkeen. Kuva 1. Vantaanjoen vesistön maksimivesiarvot talvesta lähtien. Viime talvi oli Vantaanjoella lumisin sitten talven Sitä ennen havaintosarjassa on kuitenkin yksitoista muuta talvea, jolloin viime talven lumimäärä ylittyi. Nyt siis ikään kuin palattiin vanhan hyvän ajan talviin, ainakin tilapäisesti. Myös muualla Etelä-Suomessa lumen maksimikertymät ovat rajusti vähentyneet. Itä-Suomessa ja entisessä O ulun läänissä merkitseviä muutoksia ei juuri ole näkyvissä. Lapissa 1990-luku oli havaintohistorian lumisin, mutta vuoden 2000 jälkeen sielläkään ei ole ollut yhtään kovin runsaslumista talvea. Kattojen lum ikuormien os alta v oidaan todeta, että etelässä viime talvi oli testitalvi kaikille vuoden 1984 jälkeen rakennetuille katoille. Jos niissä oli kantavuuteen vaikuttavia rakennusvirheitä, osa tuli ilmi. N äin siitä huolimatta, ettei lumikuorma maastossa ollut lähelläkään katoilta edellytettäv ää kestorajaa. Joillakin katoilla lunta oli kuitenkin todella paljon, mutta useat sortumat tapahtuivat melko pienillä lumikuormilla. 1

42 kehitystyö nepalin köyhimpiä kyliä heräteltiin vesihuoltoon Kun suomalaiset lähtivät kehitysyhteistyönä auttamaan veden saannissa syrjäiseen Nepalin Kaukolänteen, kaikki ei sujunut kuin vettä vaan. Suomen ja Nepalin yhteishankkeen ensimmäisessä vaiheessa riitti odottamattomiakin ongelmia, mutta tavoitteet täyttyivät. Kyläläisillä iso rooli päätöksissä Kaukolänteen rakennettiin jopa tuhat k ilometriä p utkea, jo ka kaivettiin maan alle käsin. Ennen kuin kaivamisurakkaan edes päästiin, tar vikkeet piti tuoda kyliin pitkälti joko muuleilla tai kantamalla pään päällä. Lähtökohtana oli ottaa kyläläiset alusta asti mukaan. H ankkeen loppuiiro-pekka airola Kirjoittaja opiskelee journalistiikkaa Jyväskylän yliopiston viestintätieteiden laitoksella. Hän osallistui kehitysmaajournalismin kurssille keväällä Matka Nepaliin toukokuussa 2010 oli osa kurssia. Nepal on maailman kymmenen köyhimmän maan joukossa ja sen läntinen osa maan köyhintä seutua. Alueen nimi, Kaukolänsi (Far West) ker too osaltaan jotain. S uomi käynnisti ensimmäisenä alueella kehitysyhteistyöhankkeen, joka tähtäsi puhtaan veden saannin ja sanitaation parantamiseen. Yhteistyössä N epalin kanssa toteutettu hanke toimi kymmenessä maakunnassa, jotka kuuluv at maan köyhimpiin. Hankkeen piti alkaa jo 2004, mutta sitä siirsi kymmenvuotinen sisällissota. Hanke pystyttiin lopulta aloittamaan 2006, kun sota päättyi. Konflikti heijastui omalta osaltaan alkuvalmisteluihin. - Kun projektia suunniteltiin, turvallisuustilanteen takia kentälle ei päässyt. Siksi alkuasetelma oli jopa epär e- alistinen, tammikuusta 2009 pr ojektipäällikkönä toiminut S anna-leena Rautanen tunnustaa. - Projektissa on tehty uskomatonta työtä siihen nähden, että täällä on lähes kaikki mahdolliset tilanteet, mitä voi kuvitella. Kuva: Rural Village Water Resources Management Project Perille vain kävelemällä Olosuhteet Kaukolännessä tarjoav at pohdiskeltavaa. Hanke toimi kaikkiaan 53 kunnassa ja välimatkat olivat pitkiä. Vaikka tieverkko on viimeisen viiden vuoden aikana parantunut huimasti, kulkeminen vie rahaa ja ennen kaikkea aikaa. Yhteen kylään ei päässyt kuin kävelemällä viisi päivää. - Kun päätetään tehdä työtä kaikkein köyhimmissä kunnissa, ollaan v almiiksi syrjäisimmässä kolkassa. J a kun otetaan sieltä vielä ne syrjäisimmät, kuljetuskustannukset nousevat välittömästi. Bensan hinnan kallistuminen nosti kuluja ja yllätti budjetoinnissa, Rautanen summaa. Suomi maksoi hankkeen kuluista yli 80 pr osenttia, r eilut 11 miljoonaa euroa. Nepalin valtio osallistui vajaan miljoonan euron potilla, ja loppu jakautui paikallisten toimijoiden kesken. 2 Vesitalous 1/2011

43 kehitystyö vaiheessa yli 200 työntekijästä vain kolme oli suomalaisia. Teknisen henkilökunnankin r ungon muodostivat nepalilaiset, mutta suurimman korren kekoon kantoivat itse käyttäjät. - Kyläläisiltä on saatu tähän kyllä tosi hieno panostus. Ehkä se ker too, miten paljon tilausta tälle täällä on, Rautanen sanoo. Paikallisille sälytettiin mahdollisimman iso osa vastuusta. Joka kylässä valittiin käyttäjäkomitea, jonka tarkoitus oli tehdä päätöksiä hankintavaiheesta viimeistelyyn saakka. - Käyttäjäkomitealta odotettiin paljon. K ysymys kuuluu, odotettiinko komitealta liikaakin. O sa heistä on kuitenkin lukutaidottomia, eikä tottunut niin isoihin rahasummiin, Rautanen muistuttaa. Nepalissa ei voida unohtaa myöskään korruptiota. Siksi vastuuta haluttiin jakaa isolle joukolle, joka seurasi tilinpitoa tiukasti heti alusta alkaen. - Hankinnat on se vaihe, missä on helpoin vetää välistä. Siksi kylätasolle haluttiin, että he näkevät, mihin raha menee, kertoo Rautanen. - Tällä yritetään kyläläisten ajattelevan, että tämä on meidän juttu ja haluamme ylläpitää sitä. Ei valtion tai minkään muun, vaan meidän. Vesihana muuttaa monia asioita Elokuun lopussa päättynyt ensimmäinen vaihe turvasi puhtaan veden ja käymälän ihmiselle eli lähes Lahden kaupungin väkimäärälle. - Emme ole katsoneet vain vesihanaa, vaan myös sitä mitä sillä vedellä voi tehdä siinä ympärillä, koko kylässä. Naisten ja lasten elämää se muuttaa välittömästi, koska yleensä he ovat joutuneet kantamaan veden kaivolta, Rautanen linjaa. Hankkeen tav oitteet täyttyiv ät ja jopa ylittyiv ätkin, vaikka puolivälin arvioinnissa siltä ei vielä näyttänytkään. Projektipäällikkö kuitenkin muistuttaa, että pelkät paperit eivät kerro kehitysyhteistyöprojektien onnistumisesta. - Kärpäsmatto on hävinnyt ihmisten iholta ja v äri on palannut kasvoille. Monet muutoksista ovat niitä, jotka eivät näy fyysisissä rakenteissa tai numeroissa. Työt Kaukolännessä jatkuvat toisessa vaiheessa, joka alkoi syyskuussa. Ulkoministeriö valitsi sen toteuttajaksi ensimmäisen tapaan Finnish Consulting Group -yhtiön, ja projektipäällikkönäkin jatkaa Sanna-Leena Rautanen. Suomi tukee hankkeen toista v aihetta 13,5 miljoonalla eur olla. Työt o vat v almiina viiden vuoden kuluttua. - Tämä on extreme-laji, vaikeuden olosuhteiden keskellä työstään nauttiva Rautanen naurahtaa, mutta vakavoituu sitten. - Melkein kaikki tuntuvat olevan vetäytymässä pois maaseudun vesiolojen parantamisesta. O nko Suomi ainoa, jota kiinnostaa N epalissa maaseudun kehittäminen? 3

44 ajankohtaista - Maailman vesitilastot vuorovaikutteisina netissä Kuinkahan suuri osa kenialaisista nautti kunnollisesta juomavedestä vuonna 2005? Mikä oli osuus naapurimaassa Tansaniassa? Näyttäisikö tällä olevan suhde maiden lapsikuolleisuuteen? Entäpä jos voisit seurata näiden k ahden suureen kehitystä eri maissa animaa tiona ajan suhteen? Dropler.org -projekti pukee veteen liittyvää tilastotietoa helposti ymmärrettäviksi, interaktiivisiksi visualisaatioiksi. Miina POrkka Ammattiainekerho Akva Aalto-yliopisto miina.porkka@tkk.fi MaTTi kummu Vesi ja kehitys ryhmä Aalto-yliopisto matti.kummu@iki.fi Kuva 1. Puhtaan veden saatavuuden ja lapsikuolleisuuden kehitys Keniassa ja Tansaniassa vuosina (lähde: ). Vesitalous 1/2011

45 ajankohtaista Dropler.org on Aalto-yliopiston teknillisen korkeakoulun ammattiainekerho Akvan ja Vesi ja kehitys -ryhmän vuonna 2010 valmistunut nettisivuhanke. Sivuston pyrkimyksenä on esittää veteen ja kehitykseen liittyvää globaalia tilastotietoa vaikeasti hahmotettavien numeroiden sijaan kiinnostavina, interaktiivisina graafeina. Mukana on yli kaksikymmentä veteen liittyvää indikaattoria ja lisäksi viisi kehitykseen kytkeytyvää ns. perusindikaattoria. Motion Chart tilastodata liikkeessä Pääpaino sivustolla on Worldsivun Motion Chart -työkalussa, jonka avulla käyttäjä voi tarkastella eri indikaattorien välisiä yhteyksiä ja kehitystrendejä ajan suhteen animoituna esityksenä (Kuvassa 1 on esitetty esimerkki Tansaniasta ja Keniasta). Kuinka esimerkiksi maatalouden ja teollisuuden vedenkäytön suhde on muuttunut viimeisen viidenkymmenen vuoden aikana eri maissa? Voiko huonon sanitaation ja lapsikuolleisuuden välillä havaita korrelaatiota? Motion Chartin perusnäkymässä maailman valtioita merkitsevät värikkäät kuplat liikkuvat ja muuttuvat, kun valittujen indikaattorien arvot ajan myötä vaihtuvat. Lisäksi käyttäjä voi havainnollistaa valittua dataa pylväsdiagrammilla tai aikajanalla. Tarkasteluun voi halutessaan valita joko yksittäisiä maita tai kaikki maat, joista dataa on saatavilla. Näillä ja monilla muilla yksinkertaisilla asetuksilla käyttäjä saa siis räätälöityä esityksestä haluamansa näköisen. Vesi-indikaattorit suurennuslasin alla Motion Chart on Googlen ilmaiseksi tarjoama visualisaatiotyökalu, jota kuka tahansa voi käyttää tilastotiedon esittämiseen. Kyseessä on kevytversio ruotsalaisen Gapminder Foundationin kehittämästä ja sittemmin Googlelle myydystä Trendalyzer ohjelmasta. 5

46 ajankohtaista Kuva 2. Suomessa vesivoimalla tuotettiin noin 14 prosenttia kaikesta sähköstä vuonna 2006 (lähde: ). TEEMME VIHREÄÄ JÄLKEÄ Dropler.org projekti vuonna 2009 Aalto-yliopiston vesialan ammattiainekerho Akva ja samassa yliopistossa toimiv a Vesi ja kehitys r yhmä toteuttivat yhteistyönä Dropler.org projektin vuonna Projektin tarkoituksena on esittää v eteen liittyvää globaalia tilastotietoa kiinnostavina ja helposti ymmärrettävinä grafiikoina ja siten lisätä tietoutta veden ja kehityksen kytköksistä. Hankkeen aikana luotiin englanninkielinen sivusto, jossa vesitilastojen visualisaatioita voi tarkastella. Projekti on jatkoa Akvan ja Vesi ja kehitys ryhmän aikaisemmille projekteille, (Vesitalous 4/2009) ja www. vesijalanjalki.org (Vesitalous 1/2008). Kaikkia kolmea hanketta on rahoittanut Maa- ja vesitekniikan tuki ry. GE Jenbacher biokaasumoottorit Meiltä täyden palvelun bioenergiaratkaisut avaimet käteen huolto ja kunnossapito leasing ja palvelusopimukset puh Ohjelma on pääosassa myös Gapminder-sivustolla, josta idea Dropleriinkin saatiin. Gapminder esittelee lähes 500 eri indikaattoria bensan hinnasta laajakaistav erkon omistajien lukumäärään. Sivustolla vesi on kuitenkin vain pienessä sivuroolissa, joten Akva innostui Vesi ja kehitys ryhmän tukemana kokoamaan oman, vesikysymyksiä laajemmin esittelevän visualisaationsa. Tavoitteena on lisätä tietoutta juuri v eden ja kehityksen kytköksistä. Droplerissa käytetyt tilastot on koottu pääosin FAO:n Aquastat ja Maailmanpankin World Development Indicators tietokannoista, ja data tarjotaan sivuilla my ös käyttäjän ladattav aksi. K ymmenkunta indikaattoria on koottu sivustolle my ös kiinnostaviksi teemakar toiksi (esimerkki esitetty kuvassa 2). Ei vain pelkkä lelu Dropler on siis hauska ja yksinker tainen tapa tarkastella tilastotietoa, mutta onkohan sille kuitenkaan tar vetta? Kuka tahansa voi toki hakea dataa tietokannoista ja koota mieluisiaan kuvaajia taulukkolaskentaohjelmissa. Droplerin ylivoimainen etu on kuitenkin se, että sillä pystyy esittämään samanaikaisesti jopa neljää indikaattoria ja niiden muutosta ajan suhteen, joten käyttäjä näkee kerralla huomattavasti enemmän kuin hakiessaan tietoa suoraan esimerkiksi Aquastatista. Ehkäpä Motion Chart voisi olla kiinnostava tapa visualisoida my ös tutkimustuloksia opetuksen tueksi? 6 Vesitalous 1/2011

47 ajankohtaista Haja-asutusalueiden jätevesiasetus uuteen käsittelyyn Eduskunnan perustuslakivaliokunta on ottanut k antaa hallituksen esitykseen ympäristönsuojelulain muuttamisesta koskien tiettyjen erityisryhmien v apauttamista joistak in haja-asutusalueiden jä tevesiasetuksen v aatimuksista. P erustuslakivaliokunnan lausunnon johdosta pitk ään tunteita nostattanut asetus on menossa uut een käsittelyyn vielä ennen eduskuntavaaleja. Hallituksen esityksessä ehdotetaan muutettav aksi ympäristönsuojelulakia siten, että kiinteistön ominaisuuksiin ja kiinteistön haltijaan liittyvät erityispiirteet voitaisiin ottaa huomioon talousjätevesien käsittelyä koskevia säännöksiä sovellettaessa. Esityksessä talousjätevesien käsittelyvaatimusten noudattamisesta voitaisiin vapauttaa muun muassa kiinteistön haltijat, jotka ovat iäkkäitä tai vaikeassa elämäntilanteessa. Yleisiä käsittelyvaatimuksia ei sovellettaisi jo olemassa olevaan käyttökuntoiseen jätev esijärjestelmään, jos kiinteistön haltija ja sillä vakituisesti asuvat ovat täyttäneet 68 vuotta ehdotetun lain voimaan tullessa. Lausunnossaan per ustuslakivaliokunta ei nähnyt per ustuslaillisia esteitä ikärajan asettamiselle jätevesien käsittelyvaatimuksissa, koska sille on olemassa perustuslain tarkoittamia hyväksyttäviä perusteita. Valiokunta kuitenkin ar vioi lisäksi haja-asutusalueiden jätev esien käsittelyn säännöksiä kokonaisuutena. Lausunnon mu kaan tal ousjätevesien keskeisistä käsittelyv aatimuksista olisi säädettävä lailla ja v aatimusten tulisi olla sellaisella tasolla, että ne o vat kohtuullisella inv estoinnilla ja toimiv alla tekniikalla myös tosiasiassa mahdollista täyttää. Säädöskokonaisuus edellytettiin saatettavan perustuslain mukaiselle kannalle vielä tämän eduskunnan aikana. Luonnon suojeleminen ensisijainen tavoite Asetus on ollut v oimassa kuusi vuotta ja tällä hetkellä v ain pr osenttia asetuksen koskemista kiinteistöistä täyttää vaatimukset. MTK:n ympäristöjohtaja Johanna Ikävalko ehdottaa asetukseen perusteellista remonttia, koska nykyinen asetus on väärin kohdennettu ja kustannustehoton. Asetus ei ainakaan parane siten, että laitetaan laastareita laastareiden päälle vaan tar vitaan isompi muutos, joka mahdollistaisi kustannustehokkaan ja kestävän ratkaisun haja-asutusalueiden jätevesien puhdistamiseen. Vaatimusten tulisi olla luonnontieteellisesti perusteltuja ja toteutettavissa kohtuullisilla investoinneilla, Ikävalko sanoo. MTK:n kannan mukaan lakiin tulisi säätää ne ympäristötav oitteet, jotka haja-asutusalueiden jätev esien puhdistuksella on tarkoitus täyttää. Samalla puhdistusvaatimukset tulisi siir tää asetuksesta lakiin ja selvittää mihin ne perustuvat. Tarkkojen v ähennysprosenttien käyttäminen ei v astaa ympäristönsuojelulain henkeä, v aan tavoitteena tulisi olla parhaan käyttökelpoisen tekniikan käyttäminen siten, ettei tekniikan kehittyminen pysähdy laissa olevien rajojen saavuttamiseen, arvioi MTK:n lakimies Leena Penttinen. 7

48 ajankohtaista Drink Finland tehtävä Suomelle Vuonna 2008 asetettiin niin sanottu maabrändivaltuuskunta pohtimaan, kuinka saamme maailman kääntymään puoleemme entistä useammin ja tehokkaammin. Marraskuussa 2010 työryhmä julkaisi loppuraporttinsa, johon sisältyi muun muassa tavoite: Suomen järvet juomakelpoisiksi vuoteen 2030 mennessä. Maabrändivaltuuskunnan asettamisen taustalla on hallitusohjelma, jossa S uomen maakuv an v ahvistaminen on yksi hallituskauden keskeisiä tavoitteita. Valtuuskunnan tehtäväksi asetettiin laatia per usta Suomen maabrändin luomiselle. Maabrändillä vahvistetaan suomalaisten yritysten toimintaedellytyksiä, saadaan lisää ulkopoliittista vaikuttavuutta, kehitetään S uomen kiinnostavuutta investointikohteena ja lisätään S uomeen suuntautuvaa matkailua. Valtuuskunnan mukaan S uomen tavoitemielikuvana on olla maa, joka ratkaisee ongelmat. S uomen tav oitemielikuvaan liittyvät oleellisesti toimivuus, koulutus ja luonto. Raportissa annetaan paitsi kuvaus tästä tavoitemielikuvasta, myös joukko tehtäviä, jotka toteutuessaan kehittäv ät mielikuvaa Suomesta kohti tavoitetta. Valtuuskunta on valinnut jokaisesta kolmesta teemasta toimivuus, luonto, koulutus tehtäviä, jotka toteuttamalla kehitetään sekä omaa maatamme että koko maailmaa. Yhteistyöllä tulosta Ympäristöteema Drink Finland asettaa tavoitteeksi, että kaikki Suomen sisävedet saadaan juomakelpoisiksi vuoteen 2030 mennessä. Valtuuskunnan puheenjohtaja Jorma Ollila luovutti loppuraportin julkistamistilaisuudessa tehtävän Finnish Water Forumin toimitusjohtaja Katri Mehtoselle. Maabrändin rakentaminen Suomesta puhtaan veden ja vesistöjen maana on erinomainen tav oite, joka edistää suomalaisen vesiosaamisen kehittymistä ja vientiä. Tehtävä vastaanotettiin ja sitä toteuttaa Finnish Water Forumin yhteen kokoama laaja v esiosaajien verkosto, joka käsittää julkisen hallinnon, tutkimuslaitokset, yritykset ja muut yhteisöt. Sellaisenaan juomakelpoista järvivesistä ei luontaisesti esiintyvien aineiden takia tulla saamaan, mutta on hyvä olla olemassa tavoite, jota kohti yhteisesti pyritään, Katri Mehtonen sanoo. Mehtosen mukaan Suomessa on jo nyt tehty paljon työtä vesistöjen tilan parantamiseksi. M erkittävin käynnissä oleva hanke vesiensuojelutyössä on manner-suomen seitsemälle vesienhoitoalueelle laaditut, v esipuitedirektiivin mukaiset vesienhoitosuunnitelmat, jotka tähtääv ät vesien hyvän tilan saavuttamiseen vuoteen 2015 mennessä. Tämän lisäksi Suomessa on vir eillä lukuisia yksityisen sektorin aloitteita, joiden avulla on mahdollista parantaa vesistöjen tilaa. Osana annettua tehtävää olemme kokoamassa yhteen tietoa siitä, millaisia hankkeita ja menetelmiä vesistöjen suojelemiseksi on vireillä ja kannustamme niiden käyttöönottoa. Lupaavia menetelmiä on kehitteillä muun muassa maa- ja metsätalouden kuormituksen vähentämiseksi sekä rehevöityneiden vesistöjen kunnostamiseksi, kertoo Mehtonen. Lisätietoa: Maabrändivaltuuskunnan loppuraportti osoitteessa Katri Mehtonen ja maabrändivaltuuskunnan antama tehtävä. 8 Vesitalous 1/2011

49 ajankohtaista in memoriam Pauli koskenvaara Diplomi-insinööri Väinö Pauli Pellervo Koskenvaara kuoli 16. marraskuuta 2010 Helsingissä 90-vuotiaana. Hän oli syntynyt Kullaalla 13. joulukuuta Pauli Koskenvaara syntyi esikoisena satakuntalaiseen talonpoikaistaloon. H än pääsi ylioppilaaksi P orin yhteislyseosta vuonna S ota keskeytti opinnot Teknillisessä kor keakoulussa, josta hän v almistui rakennusosaston maatalouden v esirakennuksen opintosuunnalta vuonna N oihin aikoihin suunniteltiin korkeakoulun muuttoa H elsingistä H ietalahdentorin laidalta Espoon O taniemeen. Hänen diplomityönsä käsittelikin Otaniemen pengerrystä, jotta sinne voitiin rakentaa teekkarikylä 1950-luvun alussa. Teekkariaikana hän oli perustamassa Maatalouden vesirakennus (MVR) ammattiainekerhoa, joka toimii edelleenkin. Sota-aikana Koskenvaara toimi maineikkaassa radiotiedustelussa, josta hänelle myönnettiin lukuisia kunniamerkkejä. Sotilasarvoltaan hän oli kapteeni. S otien jälkeenkin hän oli aktiivisesti mukana oman yksikkönsä veteraanitoiminnassa. Pauli Koskenvaara aloitti työuransa sodanjälkeisenä aikana, jolloin S uomea rakennettiin v oimakkaasti. Peltoja raivattiin ja kuiv atusta tehostettiin. S alaojitus oli ly ömässä itseään läpi mer kittävänä maatalouden tehostamiskeinona. Koskenvaara toimi ensin salaojitusyhdistyksessä tarkastusinsinöörinä ( ), sitten Maataloushallituksen insinööriosaston toimistoinsinöörinä ( ) Vesihallituksen perustamiseen asti ja Vesihallituksen vesistöosaston toimistoinsinöörinä, josta hän jäi eläkkeelle vuonna Sivutoimenaan K oskenvaara oli perheen oman yhtiön Mikro Laboratorio Oy:n toimitusjohtaja ( ). Vuosina hän oli Maa- ja vesitekniikan tuki ry:n hallituksen jäsen. Alkuvuosina my ös hallituksen sihteeri, myöhemmin varapuheenjohtaja. Hän toimi useiden Maa ja vesitekniikan tuen intressipiireissä olleiden yhtiöiden hallinnossa, joista mainittakoon Amer Yhtymän hallintoneuvosto, Amerin Kulttuurisäätiön valtuuskunta sekä Vesi-Pekan ja OMP Yhtymän hallintoneuvostot. Pauli Koskenvaara o li l uonteeltaan a hkera, r auhallinen ja sovitteleva, todellinen v anhanajan herrasmies. H än pyrki aina lö ytämään ongelmiin parhaan mahdollisen kaikkia tyydyttävän ratkaisun. M yös hänen vieraanv araisuutensa muistetaan. Pauli ehti olla naimisissa yli 65 vuotta S aaran kanssa. Häntä kaipaamaan jäiv ät Saaran lisäksi lapset, lapsenlapset ja lastenlastenlapset sekä lukuisat ystäv ät, tuttavat ja muut sukulaiset. Timo Maasilta 9