Selvitys Viikinmäen jätevedenpuhdistamon valmiudesta vastaanottaa Mäntsälän jätevedet

Transkriptio

1 Selvitys Viikinmäen jätevedenpuhdistamon valmiudesta vastaanottaa Mäntsälän jätevedet

2 Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä Opastinsilta 6 A Helsinki puhelin faksi [Etunimi Sukunimi], puhelin [puhelinnumero] [etunimi.sukunimi]@hsy.fi Copyright Kartat, graafit, ja muut kuvat: HSY Kansikuva: HSY 1

3 Sisällys 1 Johdanto 3 2 Mäntsälän kuormitus Virtaamakehitys Ravinnekuormituskehitys Mäntsälän kuormitus suhteessa Viikinmäen kuormitukseen 9 4 Johtopäätökset 10

4 1 Johdanto Puhdistetun jäteveden laadun vaatimukset vastaanottavan vesistön kannalta säädetään jätevedenpuhdistamon ympäristöluvan kautta. Ympäristölupamenettelyn lisäksi puhdistamoiden toiminnan tasoon ja pyrkimyksiin vaikuttavat omistajan eli kuntalaisia edustavien poliittisten tahojen, kuntalaisten sekä yleisten imagovaatimusten luomat näkemykset, odotukset ja vaatimukset puhdistuksen tasosta. Yhä enenevässä määrin puhdistamoiden toimintaa ohjaakin tai sille luo pohjaa ympäristölupaa tiukempi näkemys puhdistuksen tasosta ja imagosta. Mäntsälän Veden tapauksessa kunnanhallitus päätyi siihen, että Mäntsälän tekninen lautakunta selvittää erilaisia käsittelyvaihtoehtoja. Tekninen lautakunta päätyi kokouksessaan käynnistämään selvityksen Mäntsälän jätevesien käsittelymahdollisuuksista Helsingin seudun ympäristöpalvelut HSY:n Viikinmäen jätevedenpuhdistamolla. Tämä selvitystarve perustuu Mäntsälän Kirkonkylän jätevedenpuhdistamon nykyisen purkuvesistön, Mustijoen ja Mäntsäläjoen suojelupaineisiin ja asiasta tehtyyn kuntalaisaloitteeseen. Tässä selvityksessä on tutkittu Mäntsälän Veden Kirkonkylän jätevedenpuhdistamolle tulevaa kuormitusta sekä HSY:n Viikinmäen jätevedenpuhdistamon mahdollisuutta vastaanottaa kyseiset jätevedet, käsitellä ne ja johtaa puhdistettu jätevesi Suomenlahteen. Mäntsälän Ohkolan kylän jätevedet on johdettu Viikinmäkeen vuodesta xx alkaen, joten kyseinen osuus Mäntsälän jätevesivirtaamista sisältyy Viikinmäen jätevedenpuhdistamon tämänhetkisiin tulokuormiin. 3

5 2 Mäntsälän kuormitus 2.1 Virtaamakehitys Tässä työssä on käsitelty Mäntsälän Veden jätevesien virtaamakehitystä takautuvasti 10 vuoden ajalta ja vastaavasti tulevaisuustarkastelut ulottuvat vuoteen 2025 asti. Mäntsälän Kirkonkylän jätevedenpuhdistamolle tuleva vuosivirtaama on kasvanut vuodesta keskimäärin 6 % vuodessa. Suurin yksittäinen vuorokausivirtaama m 3 /d toteutui vuonna Vuoden 2012 keskimääräinen virtaama oli 3 154m 3 /d. Taulukossa 1 on esitetty Kirkonkylän puhdistamon tulovirtaamakehitys viimeisen 10 vuoden aikana. Vastaavasti kuvassa 1 ja 2 on esitetty virtaamakehitys graafisesti ja kuvaajista voidaan havaita virtaamakehityksen kasvu ja se, että vuotuiset sekä vuorokautiset virtaamat vaihtelevat runsaasti vuoden sateisuudesta riippuen. Mäntsälän Veden verkoston alueella laskennallinen vuotovesiprosentti on esimerkiksi vuosina vaihdellut 33 % ja 48 % välillä. Sadeja sulamisvedet päätyvät jäteveden joukkoon vuotavan jätevesiverkoston kautta ja niiden määrään on mahdollista vaikuttaa esimerkiksi verkoston saneerauksen kautta. Taulukko 1. Kirkonkylän puhdistamon virtaamakehitys Tulovirtaama keskiarvo minimi maksimi vuosivirtaama m 3 /d m 3 /h m 3 /d m 3 /a

6 Vuorokausivirtaama m3/d Vuosivirtaama milj m3/a 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Mäntsälän vuosivirtaama y = 0,0315x + 0,7903 R 2 = 0, Kuva 1. Vuosien vuotuinen virtaamakehitys. Vuorokausivirtaaman keskiarvo ja vaihteluväli Kuva 2. Vuorokausivirtaaman keskiarvo ja vaihteluväli. Mäntsälän Veden tätä työtä varten HSY:lle toimittamassa materiaalissa on esitetty Kirkonkylän puhdistamon jätevesivirtaamaennusteet vuosille 2015, 2020 ja Arvot on esitetty taulukossa 2. Kasvuennuste tulevalle 10 vuodelle ( ) on 45 % eli tasaisella kasvulla 4,5 % per vuosi. 5

7 Virtaama milj. m3/a Taulukko 2. Mäntsälän jätevesivirtaaman kasvuennuste Vuosi Vuosivirtaama m 3 /a Kuvassa 3 on esitetty synteesi toteutuneesta ja ennustetusta virtaamakehityksestä vuosina Ennusteen toteutumiseen vaikuttavat muun muassa Mäntsälän väestöennusteen toteutuminen, jätevesiverkoston kunnon kehittyminen ja saneeraukset sekä ilmastonmuutoksen eteneminen. Verkoston vuotovesien vähentäminen on yksittäisenä toimenpiteenä selkeimmin jätevesimäärään vaikuttava tekijä. Verrattaessa ennustetta toteumaan , on ennuste todennäköisesti hieman liian korkea ja todellisuudessa ennustetoteuma muodostuu vaihteluvälin omaisesti ennusteviivan alapuolelle, mutta tässä työssä ei ennustetta ollut tarkoituksenmukaista avata tämän syvemmin. 2,5 2 1,5 Mäntsälän vuosivirtaama y = 0,0567x + 0,6661 R 2 = 0, ,5 0 Kuva 3. Mäntsälän toteutunut ja ennustettu jätevesivirtaaman kehitys jaksolla Ravinnekuormituskehitys Virtaaman lisäksi Mäntsälän puhdistamon kuormitteisuutta Viikinmäen osalta arvioidaan ainemääräkuormituksella. Ainekuormituksessa lupaehtojen kautta säädeltyjä osia ovat orgaaninen lika-aine (BOD 7, COD Cr ), fosfori (P), typpi (N) ja kiintoaine. Viikinmäen jätevedenpuhdistamon kannalta merkittävimmät osa-alueet ovat fosfori ja typpi. Taulukossa 3 on esitetty Mäntsälän Kirkonkylän

8 kokonaisfosfori t/a puhdistamolle tullut ainekuormitus vuosina Kuormitus on esitetty taulukossa 3 keskimääräisenä ainekuormituksena päivää kohden ja vastaavasti kuvissa 4, 5 ja 6 vuotuisena ainekuormituksena. Kuvaajista voidaan havaita, että kuormitus on selkeästi kasvussa typen osalta ja se on vallitseva trendi myös muilla kunnallisilla jätevedenpuhdistamoilla. Merkittävä osa typpikuormasta yhdyskuntajätevedessä on peräisin ravintona käytetystä proteiinista kuten lihasta ja maitotuotteista. Fosforin osalta vuotuinen ainekuormitus on taasen selkeästi tasaisempaa ja sen voi jopa nähdä kääntyneen hienoiseen laskuun. Merkittävin fosforin lähde yhdyskuntajätevesissä on edelleen kodin puhdistuskemikaalit. Orgaanisen aineksen (BOD 7 ) kuormituksen kasvu on Mäntsälän tapauksessa laskeva, mikä poikkeaa kasvavan puhdistamon muun tulokuorman trendistä. Osittain tätä ilmiötä saattanee selittää pitkät siirtoviemäriyhteydet. Taulukko 3. Kirkonkylän puhdistamon ravinnekuormituskehitys BOD 7 (atu) COD Cr kok-p kok-n kiintoaine 2003 kg/d kg/d kg/d kg/d kg/d kg/d kg/d , kg/d , kg/d , kg/d , Fosforikuormitus t/a y = 0,0883x + 9,5192 R 2 = 0, Kuva 4. Mäntsälän Kirkonkylän jätevedenpuhdistamolle tuleva vuotuinen fosforikuormitus

9 BOD7 t/a kokonaistyppi t/a Typpikuormitus t/a y = 1,356x + 43,824 R 2 = 0, Kuva 5. Mäntsälän Kirkonkylän jätevedenpuhdistamolle tuleva vuotuinen typpikuormitus BOD7 t/a y = -3,8535x + 290,2 R 2 = 0, Kuva 6. Mäntsälän Kirkonkylän jätevedenpuhdistamolle tuleva vuotuinen orgaanisen aineen (BOD 7 ) kuormitus

10 3 Mäntsälän kuormitus suhteessa Viikinmäen kuormitukseen Tarkastelun tärkeimpänä osa-alueena on Mäntsälän jätevesien kuormitus suhteessa Viikinmäen nykyiseen kuormitustasoon. Se määrittää mahdollisuudet ottaa vastaan lisäkuormitusta pohjoisesta suunnasta. Itse Viikinmäen jätevedenpuhdistamon kuormituskehitystä tai sen ennusteita ei ole tässä yhteydessä avattu laajemmin, koska Mäntsälän jätevesien osuus ei ole puhdistamon kannalta merkittävässä roolissa. Mäntsälän Kirkonkylän jäteveden kuormitusosuudet Viikinmäen tulokuormaan suhteutettuna vuosille on esitetty taulukossa 4. Taulukko 4. Kirkonkylän puhdistamon osuus Viikinmäen tulokuormasta keskiarvo BOD 7 1,2 % 1,2 % 1,0 % 1,1 % kok-p 1,4 % 1,8 % 1,2 % 1,5 % kok-n 1,2 % 1,2 % 1,1 % 1,2 % KIINTOAINE 1,4 % 1,6 % 1,0 % 1,3 % Taulukosta 4 voidaan havaita, että tarkasteluvälillä Mäntsälän Kirkonkylän puhdistamolle tuleva typpikuorma on ollut keskimäärin 1,2 % Viikinmäen puhdistamolle tulevasta kuormasta. Vastaavasti fosforikuorma on ollut 1,5 %, biologinen hapenkulutus 1,1% ja kiintoaine 1,3% Viikinmäen tulokuormasta. Kuormituksen osuus ei ole Viikinmäen jätevedenpuhdistamon toiminnan kannalta merkittävässä roolissa, mutta varaa osaltaan tulevaisuuden kasvulle varattua prosessitilavarausta. 9

11 4 Johtopäätökset Tämän työn tarkoituksena oli selvittää mahdollisuudet johtaa Mäntsälän Kirkonkylän jätevedenpuhdistamon vedet käsittelyyn KUVES:n Meriviemäriä pitkin Viikinmäkeen ja siten saattaa puhdistetut jätevedet suoraan Suomenlahdelle, Katajaluodon edustalle kuormittamasta Mustijoen ja Mäntsäläjoen vesistöä. Viikinmäen jätevedenpuhdistamon ympäristölupaehtojen ollessa tiukemmat kuin Mäntsälän Kirkonkylän puhdistamon tämän hetkinen lupaehto on, tulisi asukasvastiketta kohden laskettavat päästöt (OCP-indeksi) myös tältä osin laskemaan. Tehdyn selvitystyön mukaan Mäntsälän Kirkonkylän jätevedenpuhdistamon jätevesien johtaminen Viikinmäkeen on mahdollista ja se ei edellytä Viikinmäen puhdistamolla välittömiä muutostöitä etenkin, kun Viikinmäen puhdistamon 9. biologinen linja valmistuu vuoden 2014 aikana ja lisää puhdistamon biologista kapasiteettia noin 11 %. Viikinmäen jätevedenpuhdistamon puhdistustason arvioidaan pysyvän Mäntsälän tuomasta mahdollisesta kasvusta huolimatta hyvänä. Vaikka Mäntsälän jätevesillä ei olekaan välittömiä vaikutuksia Viikinmäen puhdistamon toimintaan tai ympäristöluvan mukaisen puhdistustuloksen saavuttamiseen, Mäntsälän jätevesien johtaminen lisää Viikinmäen jätevedenpuhdistamon hydraulista kuormitusta noin 1,1 % ja hydraulisen kuormituksen merkitys korostuu erityisesti sulamis- ja rankkasadetilanteissa, missä puhdistamoa rasittavat myös muiden alueiden vuotovedet. Mäntsälän jäteveden osuus ravinnekuormituksesta fosforin osalta on 1,5 %, typen suhteen 1,2 % ja kiintoainekuormasta 1,3 %, mitkä osaltaan vievät osuuden Viikinmäen toiminta-alueen muulta kasvulta ja rasittavat lietteenkäsittelyä. Vastaavasti orgaanisen lika-aineen laskeva trendi rasittaa osaltaan typenpoistoa ja vaikuttaa hiili-typpisuhteen kautta käyttömenoihin. Hydraulinen kuormitusosuus vastaa noin yhden vuoden kasvua Viikinmäen toiminta-alueella ja vastaavasti ainemäärien kasvun osalta Mäntsälän mukaan liittäminen vastaa noin vuoden - puolen vuoden kasvua Viikinmäen muulta toiminta-alueelta. Edelliset seikat huomioiden voidaan tämän selvityksen johtopäätöksenä todeta, että pitkällä aikavälillä Mäntsälän jätevesien tuoma kuormituskasvu tarkoittaa Viikinmäen pitkäntähtäimen investointisuunnitelman mukaisten toimenpiteiden aikaistumista. Mäntsälän kokonaiskuormituksen vastatessa keskimäärin yhden vuoden kasvua, Viikinmäen lisäkapasiteetin investointiaikataulu aikaistuu vastaavasti keskimäärin yhdellä vuodella verrattuna tilanteeseen, missä Mäntsälän jätevesi ei oteta käsittelyyn Viikinmäen jätevedenpuhdistamolle. Vastaavasti kuormituksen kasvulla on vaikutuksensa myös käyttökustannuksiin..

12 Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä PL 100, HSY, Opastinsilta 6 A, Helsinki Puh , Fax , Samkommunen Helsingforsregionens miljötjänster PB 100, HRM, Semaforbron 6 A, Helsingfors Tfn , Fax , Helsinki Region Environmental Services Authority P.O. Box 100, FI HSY, Opastinsilta 6 A, Helsinki Tel , Fax ,