Selvitys Viikinmäen jätevedenpuhdistamon valmiudesta vastaanottaa Mäntsälän jätevedet

Selvitys Viikinmäen jätevedenpuhdistamon valmiudesta vastaanottaa Mäntsälän jätevedet

Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä Opastinsilta 6 A 00520 Helsinki puhelin 09 156 11 faksi 09 1561 2011 www.hsy.fi [Etunimi Sukunimi], puhelin [puhelinnumero] [etunimi.sukunimi]@hsy.fi Copyright Kartat, graafit, ja muut kuvat: HSY Kansikuva: HSY 1

Sisällys 1 Johdanto 3 2 Mäntsälän kuormitus 4 2.1 Virtaamakehitys... 4 2.2 Ravinnekuormituskehitys... 6 3 Mäntsälän kuormitus suhteessa Viikinmäen kuormitukseen 9 4 Johtopäätökset 10

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 17.12.2012 siihen, että Mäntsälän tekninen lautakunta selvittää erilaisia käsittelyvaihtoehtoja. Tekninen lautakunta päätyi 19.2.2013 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

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 2003 2012 keskimäärin 6 % vuodessa. Suurin yksittäinen vuorokausivirtaama 13 276m 3 /d toteutui vuonna 2011. 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 2009-2012 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 2003-2012 Tulovirtaama keskiarvo minimi maksimi vuosivirtaama m 3 /d m 3 /h m 3 /d m 3 /a 2003 2 035 938 5 477 742 845 2004 2 808 1 464 8 942 1 025 051 2005 2 547 1 227 6 717 924 570 2006 2 430 1 432 7 036 879 798 2007 2 763 1 392 7 536 823 276 2008 3 026 1 327 10 969 1 098 521 2009 2 392 1 586 5 375 870 676 2010 2 485 1 495 10 321 1 001 034 2011 2 550 1 573 13 276 995 034 2012 3 154 1 187 8 751 1 272 983

Vuorokausivirtaama m3/d Vuosivirtaama milj m3/a 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 Mäntsälän vuosivirtaama 2003-2012 y = 0,0315x + 0,7903 R 2 = 0,397 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Kuva 1. Vuosien 2003-2012 vuotuinen virtaamakehitys. Vuorokausivirtaaman keskiarvo ja vaihteluväli 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 2002 2004 2006 2008 2010 2012 Kuva 2. Vuorokausivirtaaman 2003-2012 keskiarvo ja vaihteluväli. Mäntsälän Veden tätä työtä varten HSY:lle toimittamassa materiaalissa on esitetty Kirkonkylän puhdistamon jätevesivirtaamaennusteet vuosille 2015, 2020 ja 2025. Arvot on esitetty taulukossa 2. Kasvuennuste tulevalle 10 vuodelle (2015-2025) on 45 % eli tasaisella kasvulla 4,5 % per vuosi. 5

2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 Virtaama milj. m3/a Taulukko 2. Mäntsälän jätevesivirtaaman kasvuennuste 2015-2025 Vuosi Vuosivirtaama m 3 /a 2015 1 376 780 2020 1 827 190 2025 1 998 885 Kuvassa 3 on esitetty synteesi toteutuneesta ja ennustetusta virtaamakehityksestä vuosina 2003-2025. 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 2015-2025 ennustetta toteumaan 2003 2012, 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 2003-2025 y = 0,0567x + 0,6661 R 2 = 0,8879 1 0,5 0 Kuva 3. Mäntsälän toteutunut ja ennustettu jätevesivirtaaman kehitys jaksolla 2003-2025. 2.2 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

kokonaisfosfori t/a puhdistamolle tullut ainekuormitus vuosina 2003-2012. 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 2003-2012 BOD 7 (atu) COD Cr kok-p kok-n kiintoaine 2003 kg/d 948 24 132 948 2004 kg/d 691 24 123 975 2005 kg/d 643 1 627 27 123 913 2006 kg/d 812 1 694 30 143 1 076 2007 kg/d 626 1 526 25 114 850 2008 kg/d 770 1 610 33 162 927 2009 kg/d 742 1 730 32,4 150 1 110 2010 kg/d 685 1 520 25,2 150 963 2011 kg/d 797 1 770 31,9 157 1 180 2012 kg/d 656 1 585 21,6 151 760 14 12 10 Fosforikuormitus t/a y = 0,0883x + 9,5192 R 2 = 0,032 8 6 4 2 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Kuva 4. Mäntsälän Kirkonkylän jätevedenpuhdistamolle tuleva vuotuinen fosforikuormitus 2003-2012 7

BOD7 t/a kokonaistyppi t/a 70 60 50 Typpikuormitus t/a y = 1,356x + 43,824 R 2 = 0,4708 40 30 20 10 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Kuva 5. Mäntsälän Kirkonkylän jätevedenpuhdistamolle tuleva vuotuinen typpikuormitus 2003-2012 400 350 300 250 BOD7 t/a y = -3,8535x + 290,2 R 2 = 0,1052 200 150 100 50 0 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Kuva 6. Mäntsälän Kirkonkylän jätevedenpuhdistamolle tuleva vuotuinen orgaanisen aineen (BOD 7 ) kuormitus 2003-2012

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 2010-2012 on esitetty taulukossa 4. Taulukko 4. Kirkonkylän puhdistamon osuus Viikinmäen tulokuormasta 2010-2012 2010 2011 2012 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 2010-2012 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

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..

Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä PL 100, 00066 HSY, Opastinsilta 6 A, 00520 Helsinki Puh. 09 156 11, Fax 09 1561 2011, www.hsy.fi Samkommunen Helsingforsregionens miljötjänster PB 100, 00066 HRM, Semaforbron 6 A, 00520 Helsingfors Tfn. 09 156 11, Fax 09 1561 2011, www.hsy.fi Helsinki Region Environmental Services Authority P.O. Box 100, FI-00066 HSY, Opastinsilta 6 A, 00520 Helsinki Tel. +358 9 15611, Fax +358 9 1561 2011, www.hsy.fi