SAVUKAASUPESUREIDEN LUVITUSKÄYTÄNNÖT JA JÄTEVESIEN JA LIETTEIDEN YMPÄRISTÖVAIKUTUKSET Energiateollisuuden ympäristötutkimusseminaari Kirsi Koivunen
TAUSTA JA SISÄLTÖ Selvitys polttolaitosten savukaasupesureiden jätevesien ja lietteiden laadusta, hyötykäytöstä ja siihen liittyvästä luvituksesta Selvitys on laadittu Ympäristöpoolille syksyllä 2016 Tarkastellaan savukaasupesureita ja -lauhduttimia (ei esimerkiksi kalkkikivi- tai merivesipesureita) Tausta Savukaasujen päästöraja-arvot kiristyvät savukaasupesurit potentiaalinen vaihtoehto saavuttaa uudet raja-arvot sekä samalla hyödyntää savukaasujen sisältämää lämpöä Savukaasupesureiden toiminnassa syntyy jätevettä ja sen käsittelyssä lietettä, jotka sisältävät haitta-aineita Sisältö: Savukaasupesureiden toimintatapa Pesurijätevesien ominaisuudet ja käsittelytavat Vaatimukset jätevesien laadulle Lainsäädäntö Jätevesisopimukset Ympäristöluvat Lietteiden käsittelytavat ja hyötykäyttö ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI, KIRSI KOIVUNEN 2
SAVUKAASUPESURIT Pesurissa tyypillisesti savukaasuista erottuvat epäpuhtaudet ovat rikkidioksidi (SO 2 ), vetykloridi (HCl), hiukkaset sekä raskasmetallit. ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI, KIRSI KOIVUNEN 3
PESURIJÄTEVESIEN OMINAISUUDET Pesurissa syntyvän jäteveden ominaisuudet ovat riippuvaisia lukuisista eri tekijöistä Pesuriprosessi Pesurin tehokkuus poistaa savukaasuista rikkiyhdisteitä vaikuttaa jäteveden sulfaattipitoisuuteen Muut savukaasujen puhdistusprosessit Hiukkasten poisto ennen pesuria vaikuttaa pesuriin tulevaan kiintoainemäärään ja jäteveden kiintoainepitoisuuteen Polttoaineiden koostumus Eri polttoaineet ja niiden laadunvaihtelu Rikkipitoisuus vaikuttaa jäteveden sulfaattimäärään Raskasmetallipitoisuus Alkalit neutraloivat jätevettä Jäteveden ominaisuuksia on vaikea arvioida ennen pesurin käyttöönottoa, mutta jätevesien laatu vaihtelee myös toiminnan aikana. ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI, KIRSI KOIVUNEN 4
PESURIJÄTEVESIEN OMINAISUUDET (2) Merkittävimmät ominaisuudet ympäristön kannalta riippuvat purkuvesistön ominaisuuksista ja tyypistä (järvi, meri, joki). Kiintoaine Aiheuttaa samentumista, sedimentaatiota ja liettymistä Pitoisuus riippuvainen käsittelymenetelmästä, <10-1 000 mg/l Ympäristön kannalta pitoisuudet tyypillisesti alhaisia Ravinteet Aiheuttavat rehevöitymistä Typpi- ja fosforipitoisuudet ympäristön kannalta tyypillisesti alhaisia, osaltaan kuitenkin lisäävät vesistön rehevyyttä Ammoniumtyppi voi rehevöitymisen lisäksi vaikuttaa happioloihin heikentävästi esimerkiksi syvänteissä Raskasmetallit Vesiympäristölle haitallisia ovat erityisesti kadmium, elohopea, lyijy ja nikkeli Sulfaatti ja muut suolat (natrium ja kloridi) Eivät itsessään vesiympäristölle haitallisia, mutta aiheuttaa veden suolaantumista ja järvissä mahdollisesti kerrostuneisuutta Sulfaattipitoisuus bio-turvekattiloista syntyvissä pesurivesissä tyypillisesti noin 1 500 2 500 mg/l (400 8 000 mg/l) Dioksiinit ja furaanit Lämpötila Vesistövaikutukset ovat voimakkaasti riippuvaisia purkuvesistön ominaisuuksista, jonka vuoksi ne tulisi arvioida tapauskohtaisesti. Vaikutusten arvioinnissa voidaan hyödyntää esimerkiksi mallinnusta. ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI, KIRSI KOIVUNEN 5
TYYPILLISET JÄTEVESIEN KÄSITTELYTAVAT Savukaasupesurissa syntyvä jätevesi käsitellään laitoksilla niiden omassa käsittelyjärjestelmässään. Tyypillisin tapa savukaasupesureiden jätevesien käsittelyssä on poistaa kiintoainesta. Suodatusmenetelmä valitaan riippuen vaadittavasta käsitellyn jäteveden kiintoainepitoisuudesta. Käsittelyä voidaan tehostaa raskasmetallien poiston osalta. Jos jätevedestä halutaan poistaa raskasmetalleja alhaisiin pitoisuuksiin ja lisäksi sulfaattia ja muita haitta-aineita, tyypillisin käsittelymenetelmä on kalvosuodatus. Osa näin käsitellystä vedestä voidaan hyödyntää polttolaitoksen raakavetenä ja samalla saadaan pienennettyä laitoksen raakavedenoton ja -käsittelyn kustannuksia. ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI, KIRSI KOIVUNEN 6
LAINSÄÄDÄNNÖN VAATIMUKSET JÄTEVESIEN LAADULLE JA TARKKAILULLE Suuria polttolaitoksia koskevat säädökset SUPO-asetus ja IE-direktiivi Ei vaatimuksia savukaasujen käsittelyssä syntyville jätevesille Suurten polttolaitosten BAT-päätelmät Savukaasupesurit ovat parasta käyttökelpoista teknikkaa Luonnoksessa esitetty BAT-päästötasot savukaasujen käsittelyssä syntyville, vesistöön johdettaville jätevesille Jätteenpolttoasetuksessa vaatimuksia jätevesille Kiintoaine, raskasmetallit ja dioksiinit ja furaanit ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI, KIRSI KOIVUNEN 7
LAINSÄÄDÄNNÖN VAATIMUKSET JÄTEVESIEN LAADULLE JA TARKKAILULLE Pieniä/keskisuuria polttolaitoksia koskevat säädökset PIPO-asetus Vaatimuksia savukaasujen käsittelyssä syntyvien jätevesien käsittelylle ja tarkkailulle Ei raja-arvoja jäteveden koostumukselle MCP-direktiivi Ei vaatimuksia savukaasujen käsittelyssä syntyville jätevesille PIPO-asetus Jätevesien johtaminen viemäriin tai vesistöön: Neutraloitava, selkeytettävä ja suodatettava Jätevesien johtaminen ojaan: Saostettava kemiallisesti, selkeytettävä ja suodatettava Vaihtoehtoisesti muut käsittelymenetelmät, jos tulos vastaava tai parempi Tarkkailu: Jatkuvatoimisesti: jäteveden määrä, lämpötila ja ph Kaksi kertaa vuodessa: sulfaatti, kokonaisfosfori, kokonaistyppi, BHK 7 ja kiintoaine Kerran vuodessa: raskasmetallit ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI, KIRSI KOIVUNEN 8
JÄTEVESISOPIMUSTEN VAATIMUKSET JÄTEVESIEN LAADULLE Vesilaitokset asettavat tyypillisesti ehdot viemäriverkkoon johdettavien, teollisuudessa syntyvien jätevesien määrälle ja laadulle Ehdot huomioivat jäteveden vaikutukset: jätevedenpuhdistamon toimintaan, viemäriverkostoon, lietteen laatuun, vesihuoltolaitoksen työntekijöiden turvallisuuteen ja purkuvesistöön. Esimerkkejä viemäriverkkoon johdettavista teollisuusjätevesien raja-arvoista ph (noin 6 9..11) Lämpötila (noin 30 50 C) Sulfaatti (tyypillisesti 400 mg/l) Raskasmetallit ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI, KIRSI KOIVUNEN 9
HUOMIOITA YMPÄRISTÖLUPAPÄÄTÖSTEN EHDOISTA Ympäristölupien ehdot jätevesille vaihtelevat laitoskohtaisesti merkittävästi Rekisteröinnin piiriin kuuluvien laitosten tulee täyttää PIPO-asetuksen vaatimukset jätevesille, eivätkä ne sisällä raja-arvoja haitta-aineille. Aluehallintovirastojen myöntämät ympäristöluvat: Kiintoainepitoisuudelle on asetettu usein raja-arvo 10 mg/l. ph:lle asetetut raja-arvot ovat tyypillisesti 6-8 Lämpötilalle on usein asetettu yläraja, tyypillisesti +35 40 C. Joillain laitoksilla on asetettu raja-arvo tai tavoitearvo tai määräys sulfaattipäästöjä koskevan selvityksen laadintaan. Muutamilla laitoksilla on asetettu raja-arvoja tietyille raskasmetalleille ja/tai ammoniumtypelle. Lupapäätöksissä usein määrätään, että savukaasupesurin lauhdevedet on neutraloitava, selkeytettävä ja suodatettava. Useille laitoksille on haettu lupaa lauhdevesien johtamiseksi vesistöön tai sen mahdollisuudesta on keskusteltu, mutta luvassa on määrätty vesien johtamisesta viemäriverkkoon. ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI, KIRSI KOIVUNEN 10
LIETTEET Jäteveden käsittelyssä syntyvän lietteen ominaisuudet riippuvat polttoaineiden, jäteveden ominaisuuksista sekä jäteveden käsittelyprosessista Tyypillinen tapa on toimittaa liete käsiteltäväksi vaarallisena jätteenä Liete voidaan luokitella vaaralliseksi jätteeksi raskasmetallipitoisuuksien vuoksi Enemmän biopolttoaineita käyttävillä laitoksilla lietteen raskasmetallipitoisuudet ovat tyypillisesti alhaisemmat Lietettä voidaan joillain laitoksilla johtaa takaisin kattilaan poltettavaksi Potentiaalinen vaihtoehto, jos laitoksella on käytössä savukaasujen käsittelyssä letkusuodatin, jolla estetään haitta-aineiden rikastuminen polttoprosessiin. Lietteitä voidaan hyödyntää lannoitteena, jos niiden raskasmetallipitoisuudet täyttävät lannoitelainsäädännön raja-arvot Potentiaalinen vaihtoehto erityisesti pelkkiä biopolttoaineita käyttävillä laitoksilla ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI, KIRSI KOIVUNEN 11
YHTEENVETO Savukaasupesureiden ensisijainen tarkoitus on vähentää ilmaan kohdistuvia päästöjä sekä hyödyntää savukaasujen sisältämää hukkalämpöä. Lämmön hyödyntäminen edelleen vähentää lämmöntuotantoon tarvittavien polttoaineiden käyttöä ja lämmöntuotannon ympäristövaikutuksia. Myös muissa savukaasujen käsittelymenetelmissä syntyy lopputuotteita ja menetelmät käyttävät kemikaaleja ja energiaa, mutta niissä ei saada hyödynnettyä savukaasujen sisältämää energiaa. Jätevesien vaikutukset ympäristöön ovat voimakkaasti riippuvaisia jätevesien ominaisuuksien lisäksi purkuvesistön ominaisuuksista. Jätevesien määrä on pieni verrattuna moniin muihin teollisuuslaitoksiin. Vaikutukset tulee arvioida tapauskohtaisesti. Vesien johtaminen viemäriverkkoon ei ole ongelmatonta. ENERGIATEOLLISUUDEN YMPÄRISTÖTUTKIMUSSEMINAARI, KIRSI KOIVUNEN 12
Kirsi Koivunen Pöyry Finland Oy kirsi.koivunen@poyry.com tel. 050 354 3287 Consulting. Engineering. Projects. Operations. www.poyry.com