Vastaanottaja Laukaan Kunta Päivämäärä 12.2.2014 REV A: Käyttökustannustarkastelut lisätty (TKo, 7.4.2015) LAUKAAN KUNTA LIEVESTUOREEN JÄTEVEDENPUHDISTAMON SANEERAUKSEN YLEISSUUNNITELMA
LAUKAAN KUNTA LIEVESTUOREEN JÄTEVEDENPUHDISTAMON SANEERAUKSEN YLEISSUUNNITELMA Laatija Tarkastaja Hyväksyjä Henri Paatela, Teemu Koskinen Teemu Koskinen Niko Rissanen Viite 82134828 Ramboll Säterinkatu 6 02601 ESPOO T +358 20 755 611 F +358 20 755 6201 www.ramboll.fi
LIEVESTUOREEN JÄTEVEDENPUHDISTAMON SANEERAUKSEN YLEISSUUNNITELMA SISÄLTÖ 1. Yleistä 1 2. Nykytilannekuvaus 1 2.1 Jätevedenkäsittelyvaatimukset 1 2.2 Tulokuormitus 2 2.2.1 Virtaamat 2 2.2.2 Ainemäärät 3 2.3 Puhdistamon yleiskuvaus 4 2.4 Puhdistamon yksikköprosessit ja rakenteet 4 2.5 Kemikalointi 5 2.6 Puhdistustulokset 5 3. Kuormitusennusteet ja mitoituskuormitus 6 3.1 Ennuste 6 3.2 Mitoitustulokuormitus 6 4. nykyisen puhdistamon saneeraus ja laajennus (VE 0) 7 4.1 Yleistä 7 4.2 Esikäsittely 7 4.2.1 Tulopumppaus 7 4.2.2 Välppäys 8 4.2.3 Hiekanerotus 8 4.3 Biologinen käsittely 8 4.3.1 Aktiivilieteprosessi 8 4.4 Lietteenkäsittely 10 4.5 Kemikalointi 11 4.6 Tekninen vesi 12 4.7 Jälkikäsittely 12 5. Uusi puhdistamo (VE 1) 12 5.1 Yleistä 12 5.2 Esikäsittely 12 5.3 Aktiivilieteprosessi 13 5.4 Lietteenkäsittely 14 5.5 Kemikalointi 15 5.6 Tekninen vesi 15 5.7 Jälkikäsittely 15 6. Toteutustapaselostus 16 6.1 Laitoshydrauliikka 16 6.2 Perustaminen 16 6.3 Rakennustyöt 16 6.4 LVI-työt 17 6.5 SIA-työt 17 6.5.1 Sähkö 17 6.5.2 Instrumentointi 17 6.5.3 Automaatio 18 7. Kustannusarviot 19 7.1 Investointikustannukset, REV A 7.4.2015 19 7.2 Käyttökustannukset, REV A 7.4.2015 19 7.3 Vertailukustannukset, REV A 7.4.2015 20 8. Yhteenveto 20
LIEVESTUOREEN JÄTEVEDENPUHDISTAMON SANEERAUKSEN YLEISSUUNNITELMA LIITTEET 1. Tulovirtaamat v. 2009-2011, grafiikka 2. Tulokuormat v. 2009-2011, grafiikka 3. Puhdistustulokset [%], grafiikka 4. Vesistöön päätyvät pitoisuudet [mg/l], grafiikka 5. Puhdistamon kuntokartoitus, 28.9.2012 6. Betonirakenteiden kuntotutkimus, 15.10.2013 7. Nykyinen prosessirakennus, rakennustekninen saneeraus, kustannusarvio 5.11.2013 PIIRUSTUKSET 8. Prosessikaavio 9. Asemapiirros 10. Uusi prosessirakennus, hoitotaso- ja leikkauspiirustus 11. Valvomo, pohjapiirros 12. Nykyinen prosessirakennus, hoitotaso 13. Nykyinen prosessirakennus, leikkaus A-A 14. Nykyinen prosessirakennus, leikkaus D-F
1. YLEISTÄ Lievestuoreen jätevedenpuhdistamo sijaitsee Lievestuoreen taajamassa Lievestuoreenjärven eteläpuolella. Jätevedenpuhdistamolle johdetaan Lievestuoreen taajaman sekä Metsolahden vesiosuuskunnan jätevedet. Lähitulevaisuudessa myös Kuhnontien vesiosuuskunnan jätevedet tullaan johtamaan Lievestuoreen puhdistamolle. Puhdistamo on tyypiltään biologis-kemiallinen fosforin rinnakkaissaostuslaitos, jossa saostuskemikaalina käytetään ferrosulfaattia. Puhdistamolla käsitellyt jätevedet johdetaan Lievestuoreenjärven eteläpäähän noin 100 metrin päähän rannasta Kylmälahden edustalle. Puhdistamolla kuivatut lietteet viedään kompostoitavaksi Mustankorkea Oy:n jätteenkäsittelykeskukseen. Tässä yleissuunnitelmassa tarkastellaan prosessien tehostamista vuoden 2030 ennustetuilla tulokuormitusluvulla ja ympäristöluvan mukaisessa tilanteessa v. 2016 eteenpäin, jolloin kiristyvät lupaehdot tulevat voimaan. Tarkasteltavia vaihtoehtoja ovat nykyisen puhdistamon saneeraus ja laajennus sekä kokonaan uusi puhdistamo. 2. NYKYTILANNEKUVAUS 2.1 Jätevedenkäsittelyvaatimukset Aluehallintovirasto (Länsi- ja Sisä-Suomen yksikkö) 5.10.2012 antanut Laukaan kunnalle päätöksen dnro LSSAVI518/04.08/2010 jätevesien käsittelyyn ja käsiteltyjen jätevesien johtamiseen Lievestuoreenjärveen, josta Laukaan kunta on valittanut ja vaatii, että ammoniumtypen poistovaatimus kumotaan ja lupamääräykset muutetaan alla olevassa taulukossa esitetyn mukaisiksi: Pitoisuus Puhdistusteho Laskentajakso BOD 7 (ATU) 12 mg/l ³ 90 % ¼-vuosikeskiarvo Kok. P 0,6 mg/l ³ 90 % ¼-vuosikeskiarvo COD Cr 100 mg/l ³ 85 % ¼-vuosikeskiarvo Kiintoaine 20 mg/l ³ 90 % ¼-vuosikeskiarvo Ympäristölupapäätöksessä vesistöön johdettavalle jätevedelle asetetut raja-arvot on esitetty taulukossa 1. Pitoisuuksia tarkastellaan, myös ammoniumtypen kohdalla v. 2016 eteenpäin, neljännesvuosikeskiarvoina mahdolliset ohijuoksutukset, ylivuodot ja poikkeustilanteet mukaan lukien.
Taulukko 1. Lievestuoreen jätevedenpuhdistamon voimassaolevat lupaehdot (päätös dnro LSSAVI518/04.08/2010). Parametri BOD 7 (ATU) P-kok Yksikkö 2012-2015 2016- mg/l 15 10 % 90 95 mg/l 0,8 0,5 % 90 95 COD Cr % 75 85 mg/l 125 100 Kiintoaine mg/l 35 10 % 90 90 NH 4 -N mg/l --- 4,0 % --- 80 Lisäksi luvan mukaan on pyrittävä mahdollisimman tehokkaaseen kokonaistypenpoistoon. V. 2016 eteenpäin edellytetty käsitellyn veden kiintoaineen jäännöspitoisuus (ohitukset mukaan lukien) on erittäin tiukka. Ajoittain esiintyvät suuret vuotovesimäärät huomoiden poistotehovaatimukset ovat BOD:n ja kokonaisfosforin osalta erittäin tiukat (>95 %). Ammoniumtypen poistovaatimus tarkoittaa käytännössä ympärivuotista nitrifikaatiota (myös kylmänä vuodenaikana). Lievestuoreen jätevedenpuhdistamo on asukasvastineluvultaan yli 2 000 AVL:n, mutta alle 10 000 AVL:n laitos (AVL 1 = BOD 7 -ATU 70 g), jolloin vesistöön johdettavan jäteveden pitoisuusarvojen ja puhdistamon puhdistustehon on täytettävä myös Valtioneuvoston päätöksessä VNp 888/2006 mainitut vähimmäisvaatimukset päätöksen edellyttämällä tavalla tarkkailtuna (taulukko 2). Puhdistustulokset lasketaan puhdistamolle tulevaan kuormitukseen perustuen ja poikkeustilanteet, kuten rankkasateet, pois lukien. Taulukon 2 puhdistusvaatimukset ovat kokonaisuudessaan väljempiä kuin yllä esitetyt ympäristöluvan mukaiset puhdistusvaatimukset. Taulukko 2. Valtioneuvoston esittämät vähimmäisvaatimukset (VNp 888/2006) yli 2000, mutta alle 10 000 AVL:n laitoksille Pitoisuus Puhdistusteho Huom. BOD 7 (ATU) 30 mg/l ja ³ 70 % Sallittu enimmäismäärä COD Cr 125 mg/l ja ³ 75 % ylityksiä Kiintoaine 35 mg/l tai ³ 90 % 1kpl /1-7 näytettä 2 kpl /8-16 näytettä P-kok 2 mg/l ja ³ 80 % vuosikeskiarvo 2.2 Tulokuormitus 2.2.1 Virtaamat Lievestuoreen jätevedenpuhdistamolle johdetaan nykytilanteessa Lievestuoreen taajaman sekä Metsolahden, Puhakan ja Saarilampi-Simunan vesiosuuskuntien yhdyskuntajätevedet. Puhdistamon tulovirtaamakehitys vuodesta 2009 vuoteen 2011 on esitetty liitteessä 1. Vastaavan ajan4jakson keskimääräiset vuorokausivirtaamat (m 3 /d) sekä maksimivuorokausivirtaamat (m 3 /d) on esitetty taulukossa 3. Maksimivuorokausivirtaamat ovat olleet poikkeuksellisen suuria vuosina 2010 ja 2011 ja ajoittuvat kevään sulamisvesiaikaan.
Taulukko 3. Tulevan jäteveden keskimääräiset vuorokausivirtaamat sekä maksimivuorokausivirtaama (2009-2011) Parametri 2009 2010 2011 KA 2009-2011 Vuorokausivirtaama ka max ka max ka max ka [m 3 /d] 445 1 080 505 3 100 685 3 090 544 Puhdistamolla tehdyt ohitukset on esitetty taulukossa 4. Ohitukset ajoittuvat lyhyelle ajanjaksolle kevään sulamisvesien aikaan. Taulukko 4. Puhdistamolla tehdyt ohitukset (2009-2011) Vuosi Ohitukset yhteensä Ohitukseen keskimäärin Ohitukseen suurimmillaan [m 3 /a] [%] [m 3 /d] [m 3 /vko] 2009 441 0,3 1,3 195 2010 12 976 6,7 36 7 972 2011 16 190 5,7 44 7 826 2.2.2 Ainemäärät Taulukossa 5 on esitetty puhdistamon tulokuormitus vuosilta 2009-2011. Arvot perustuvat Jyväskylän yliopiston Ympäristöntutkimuskeskuksen suorittaman velvoitetarkkailun tuloksiin. Ohitusvedet sisältyvät kuormitusarvoihin. Kahdeksan kertaa vuodessa suoritetun velvoitetarkkailun kertakohtaiset tulokset on esitetty liitteessä 2. Taulukko 5. Puhdistamon keskimääräinen tulokuormitus (2009-2011) Parametri Yksikkö 2009 2010 2011 Tulovirtaama, Q KA m 3 /d 443 505 685 Kiintoaine kg/d 287 907 218 mg/l 683 2024 565 COD Cr kg/d 352 732 342 mg/l 843 1585 821 N-kok NH4-N P-kok kg/d 36 56 36 mg/l 88 128 83 kg/d 24 23 25 mg/l 61 57 58 kg/d 7,6 12,8 6,9 mg/l 18,9 29,6 17,0 BOD 7(ATU) kg/d 135 375 132 mg/l 328 831 325 Puhdistamolle tulevan jäteveden näytteiden ainepitoisuudet ovat vuonna 2010 sekä osin myös vuosina 2009 ja 2011 olleet aiempia vuosia korkeampaa tasoa. Erityisesti vuonna 2010 ainepitoisuudet olivat niin korkeita, etteivät ne velvoitetarkkailuraporttien mukaan edustavasti kuvasta tulevan jäteveden todellisia pitoisuuksia. Vuoden 2011 tammikuun tutkimuskerran jälkeen tulevan veden näytteenottopaikka siirrettiin välpän kohdalle. Todennäköisesti tämän seurauksena tulevan veden ainepitoisuudet ovat maaliskuusta 2011 lähtien olleet selvästi vuoden 2010 tasoa alhaisempia.
2.3 Puhdistamon yleiskuvaus Lievestuoreen jätevedenpuhdistamo on tyypiltään biologis-kemiallinen rinnakkaissaostuslaitos, jossa fosforin saostukseen käytetään ferrosulfaattia. Puhdistamo on valmistunut v. 1986 ja se on koneistojen, rakenteiden, LVI-järjestelmien ja sähköjen osalta pääosin alkuperäisessä kunnossa. Lietteenkuivaus ja välppäys on uusittu v. 2003. Lingon ruuvi on uusittu v. 2009. Prosessiautomaatiojärjestelmä on hankittu v. 2007. Puhdistusprosessi käsittää esikäsittelyn (yksilinjainen välppäys+hiekanerotus) ja kaksilinjaisen biologisen vaiheen (ilmastus + jälkiselkeytys). Puhdistamolla muodostuva liete sakeutetaan painovoimaisesti sakeutusaltaassa ja kuivataan lingolla, jonka jälkeen kuivattu liete kuljetetaan Mustankorkea Oy:lle kompostoitavaksi. Jälkiselkeytyksen jälkeen puhdistettu jätevesi johdetaan lähtevän veden mittauskaivoon ja edelleen putkessa Lievestuoreenjärveen. 2.4 Puhdistamon yksikköprosessit ja rakenteet Puhdistamo käsittää tällä hetkellä seuraavat toiminnot ja rakenteet: Pumppaamo - Pumput 2 kpl, tuotto/pumppu 65 m 3 /h - Imualtaan koko V = 2,7 m 3 Välppäys - koneellinen porrasvälppä, Slamex - käsivälppä Hiekanerotus Ilmastus - V = 14 m 3-2 ilmastusallasta, V = 2 x 375 m 3 - IFU-lautasilmastimet 30 + 30 kpl - 2 kpl kiertomäntäkompressoreita Jälkiselkeytys - 2 allasta - A = 2 x 36 m 2 - V = 2 x72 m 3 Lietteen käsittely - lietteen stabilointimahdollsuus kalkilla, ei käytössä - lietteen sakeutus, A = 16 m 2 V = 59 m 3 - linkokuivain, kapasiteetti 220 kgts/h Lisäksi puhdistamoon kuuluu seuraavat erilliset toiminnot: - lähtevän veden mittauskaivo, V = 22 m 3 - ferrosulfaattiallas, V = 60 m 3, ferrosulfaatin annostelu välppäyksen jälkeiseen kanavaan - kalkkisiilo, V = 25 m 3, mahdollisuus annostella kalkkia ylijäämälietteeseen - polymeerilaitteisto - valvomo-, sosiaali- ja varastotilat Puhdistamo on kokonaisuudessaan katettu ja ilmastusaltaita lukuun ottamatta lämpöeristetty. Puhdistamolla ei ole käytössä nykyaikaista prosessiautomaatiojärjestelmää. Puhdistamolla ei vastaanoteta nykyisin sakokaivolietteitä. Lievestuoreen alueella syntyvät sakokaivolietteet viedään Laukaan kunnan kirkonkylällä sijaitsevaan vastaanottoasemaan, josta liet-
teet menevät jätevesien mukana Jyväskylän Nenäinniemen jätevedenpuhdistamolle käsiteltäväksi. 2.5 Kemikalointi Fosforin saostamiseen käytetään ferrosulfaattia. Lietteen kuivauksessa käytetään polyelektrolyyttiä. Lietteen stabilointiin on mahdollisuus käyttää kalkkia. Vuoden 2011 velvoitetarkkailuraportin mukaan fosforin saostukseen käytettiin vuonna 2011 ferrosulfaattia yhteensä 9 185 kg. Fosforin tulokuormitukseen sekä saavutettuun puhdistustulokseen nähden käytetyn ferrosulfaatin raportoitu määrä vaikuttaa alhaiselta. Vuonna 2011 lietteen kuivaukseen käytettiin polymeeriä 40 kg. 2.6 Puhdistustulokset Taulukkoon 6 on koottu puhdistustulokset vuosilta 2009-2011. Arvot ovat velvoitetarkkailutulosten perusteella määritettyjä vuosikeskiarvoja. Neljännesvuosikeskiarvot on esitetty liitteissä 3 ja 4. Taulukko 6. Puhdistustulokset (2009-2011) Parametri Kiintoaine Yksikkö Puhdistustulos 2009 2010 2011 Lupaehdot mg/l 8 13 7 35 % 99 99 98 90 COD Cr mg/l 48 72 54 125 % 94 93 92 75 N-kok NH 4 -N P-kok. mg/l 53 63 63 - % 39 46 20 - mg/l 48 60 56 - % 21-10 5 - mg/l 0,8 0,6 0,3 0,8 % 95 97 97 90 BOD 7(ATU) mg/l 8 16 6 15 % 98 96 98 90 Puhdistustulos on ollut viimevuosina pääosin hyvä ja reduktiot korkeita. Vuonna 2011 puhdistamon toiminta täytti ympäristöluvassa esitetyt pitoisuus- ja puhdistustehokkuusvaatimukset kaikkien vuosineljännesten osalta. Typenpoisto perustuu ainoastaan biolietteeseen sitoutumiseen ja velvoitetarkkailun mukaiset typpireduktiot ovat olleet alhaisia. Tarkkailutulosten perusteella prosessi ei nitrifioi. Vuosina 2009-2010 luparajat ylittyivät vesistöön päätyvän BOD7ATU pitoisuuden osalta vuoden 2010 toisella ja kolmannella neljänneksellä, sekä fosforin puhdistustehokkuuden ja vesistöön päätyvän fosforipitoisuuden osalta vuoden 2009 toisella neljänneksellä. Kuten aiemmin todettua, tulevan veden ainepitoisuudet ovat vuonna 2010, ja osittain myös vuosina 2009 ja 2011 olleet todellisia pitoisuuksia korkeampia. Tämän seurauksena myös puhdistustehot sekä vesistöön johdetun veden laskennalliset ainepitoisuudet (ohitukset huomioiden) ovat olleet todellista korkeampia.
3. KUORMITUSENNUSTEET JA MITOITUSKUORMITUS 3.1 Ennuste Tulokuormitusennuste vuodelle 2030 on esitetty taulukossa 7. Ennuste on laadittu liittyjämäärän ennustetun kasvun sekä velvoitetarkkailuraporteissa esitettyjen nykykuormitustietojen pohjalta. Lievestuoreen jätevedenpuhdistamon liittyjämäärän arvioidaan kasvavan vuoteen 2030 mennessä noin 20 % nykyisestä. Arvio perustuu Laukaan kunnan yleiseen väestökehitykseen, sekä Laukaan kunnan vuoden 2012 talousarviossa esitettyihin ennusteisiin viemäriverkoston liittymisasteen kasvunopeudesta. Tulokuormaennusteiden laskennassa oletetaan liittymisasteen kasvun hidastuvan merkittävästi 80 prosentin rajaa lähestyttäessä. Ennusteiden laskennassa nykykuormituksen tasona on käytetty vuosien 2009 ja 2011 päivittäisten tulokuormien keskiarvoja. Vuoden 2010 kuormitustiedot on jätetty tarkastelun ulkopuolelle poikkeuksellisen korkeiden ainepitoisuuksien vuoksi (liite 2). Taulukko 7. Ennustettu tulokuormitus (2020 ja 2030) Parametri Liittyjämäärän kasvu Yksikkö Nykytilanne KA [2009,2011] Ennuste 2020 2030 [%] --- 13 21 Vuorokausivirt. Q KA m 3 /d 564 702 740 Kiintoaine kg/d 253 286 305 COD Cr kg/d 347 393 419 N-kok. kg/d 36 41 43 NH4-N kg/d 25 28 30 P-kok. kg/d 7,3 8,2 8,7 BOD 7Atu kg/d 134 151 161 Ennusteessa on huomioitu puhdistamolle tulevaisuudessa johdettavat Kuhnontien vesiosuuskunnan jätevedet (arviolta 20 m 3 /d), sekä Lievestuoreen varikon jätevedet (normaalia yhdyskuntajätevettä, arviolta 100 m 3 /d), jotka on huhtikuusta 2011 alkaen johdettu Lievestuoreen jätevedenpuhdistamolle. Ennusteessa ei ole huomioitu laitokselle päätyvien vuotovesien vähentämiseksi mahdollisesti tehtävien viemäri- ja hulevesiverkoston saneeraustoimenpiteiden vaikutusta, eikä ominaiskulutuksen (l/as d ja g/as d) mahdollisia pitkän aikavälin muutoksia. 3.2 Mitoitustulokuormitus Taulukossa 8 on esitetty tulokuormituksen nykyiset mitoitusarvot, vuonna 2007 valmistuneessa esiselvityksessä esitetyt mitoitusarvot, sekä taulukossa 7 esitetyn kuormitusennusteen pohjalta vuodelle 2030 laaditut mitoitusarvot. Taulukko 8. Puhdistamon mitoitusarvot Parametri Yksikkö Alkuperäiset mitoitusarvot Mitoitusarvot Esiselvitys Ennuste 2030 Liittyjämäärän kasvu [%] --- --- 21 Vuorokausivirt. Q KA m 3 /d 990 1140 740 Maksimivirt. Q MAX m 3 /d 1 700 --- 3 600 Q MAX /Q KA --- 4,9 Keskituntivirt. q KA m 3 /h 41 48 31 Mitoitustuntivirt. q MIT m 3 /h 65 72 45 Maksimituntivirt. q MAX m 3 /h 83 200 180
q MAX /q KA 2,0 4,1 5,8 Kiintoaine kg/d --- --- 310 COD Cr kg/d --- --- 420 N-kok. kg/d --- 150 45 NH4-N kg/d --- --- 30 P-kok. kg/d 9,6 --- 8,7 BOD 7 kg/d 216 450 160 Esiselvityksen mitoitusarvoissa on huomioitu Mustankorkea Oy:n kaatopaikan suotovesien (Qka=300 m 3 /d, BOD 7Atu =150 kg/d, N-kok=80 kg/d) käsittelystä aiheutuva lisäkuormitus. Esiselvityksen valmistumisen jälkeen suotovedet on päädytty käsittelemään Lievestuoreen sijasta Jyväskylän seudun puhdistamo Oy:llä Nenäinniemessä, eikä niiden vaikutusta ole näin ollen huomioitu enää vuoden 2030 mitoitusarvoissa. Maksimivirtaamatilanteeseen ei oleteta viemäriverkoston saneerauksesta johtuvaa nopeaa muutosta, joten maksimi- ja keskiarvovirtaamien suhde on erittäin korkea. Käytännössä maksimivirtaamat ajoittuvat lyhyisiin ajanjaksoihin kevään sulamisaikaan ja rankkasateisiin. Tällöin lyhyiden virtaamapiikkien osittainen käsittely (esikäsittely, välppäys+hiekanerotus) ja hallittu biologisen osan ohitus ovat perusteltuja ratkaisuja. 4. NYKYISEN PUHDISTAMON SANEERAUS JA LAAJENNUS (VE 0) 4.1 Yleistä Puhdistamon saneerauksen lähtökohtana on laitoksen täydellinen saneeraus, joka sisältää mm. seuraavaa: kaikki koneet ja laitteet uusitaan sähköistys uusitaan instrumentointi- ja automaatio uusitaan LVI uusitaan kaikki betonialtaat kunnostetaan rakennuksen ulkoverhous- ja vesikatto uusitaan ja lämmöneristystä parannetaan ilmastusaltaat katetaan puolilämpimällä rakennuksella 4.2 Esikäsittely 4.2.1 Tulopumppaus Nykyinen tulopumppaamo on varustettu kahdella pumpulla, joiden tuotto/pumppu on 65 m 3 /h. Imualtaan koko on 2,7 m 3. Pumppujen tuotto on valittu niin, että yhdellä pumpulla voidaan nostaa esikäsittelyyn mitoitustuntivirtaama (q mit =65 m 3 /h). Mitoitusvirtaamaa suuremmilla tulovirtaamilla, erityisesti hulevesiaikoina keväällä ja loppuvuodesta sekä rankkasateiden aikana, molemmat pumput ovat käynnissä. Laitejärjestely mahdollistaa yhden pumpun huoltotoimenpiteet useimmissa tilanteissa ilman prosessikatkoksia. Vuoden 2030 mitoitusarvoilla nykyisten pumppujen tuotto on riittämätön. Tulopumppaamo mitoitetaan maksimituntivirtaamalle 3 x 65 m 3 /h = 195 m 3 /h. Tulopumput uusitaan ja ne varustetaan taajuusmuuttajilla, jolloin tulovirtaama laitokselle saadaan pysymään tasaisena. Käytännössä suurimman osan ajasta käytössä on yksi pumppu kerrallaan; virtaamien noustessa käynnistyy rinnalle toinen yksikkö ja hulevesiaikana sekä rankkasadetilanteissa käynnissä ovat kaikki kolme pumppua.
4.2.2 Välppäys Puhdistamolla on Slamexin porrasvälppä, jonka uusitaan. Hankitaan 1+1 kpl porrasvälppiä, joiden kapasiteetti on a 140 m 3 /h. Kerätty välpe pestään välpepesurilla ja välivarastoidaan 600 l välpeastiassa. Välpätty vesi voidaan johtaa joko hiekanerotukseen tai suoraan ilmastukseen. Välppäyksen ohitus johdetaan hiekanerotukseen. 4.2.3 Hiekanerotus Lievestuoreen puhdistamolla hiekanerotus on toteutettu yksilinjaisena. Hiekanerotusallas on varustettu jatkuvalla ilmastuksella. Hiekanerotuksen mitoitus nykykuormituksella sekä vuoden 2030 kuormitustasolla on esitetty taulukossa 9. Tilavuus on riittävä mitoitustilanteessa v. 2030 eikä tarvetta kapasiteetin kasvattamiselle ole. Taulukko 9. VE0, Hiekanerotuksen mitoitus Parametri HIEKANEROTUS Yksikkö Mitoitusarvo Nykytilanne v. 2030 Altaita kpl 1 1 Tilavuus, kok. m 3 14 14 Tilavuus, allas m 3 14 14 Viipymä, qka min 36 27 Viipymä, qmit min 13 19 Viipymä, qmax min 6,5 4,7 Nykyisessä järjestelyssä hiekanerotusallas tyhjennetään kaksi kertaa viikossa manuaalisesti sakokaivolietteen vastaanottoaltaaseen. Toiminnan tehostamiseksi hiekan pumppaus automatisoidaan ja laitokselle hankitaan uusi hiekanlajitin, joka sijoitetaan prosessirakennuksen laajennusosaan. 4.3 Biologinen käsittely 4.3.1 Aktiivilieteprosessi Taulukossa 10 on esitetty aktiivilieteprosessin toiminta nykytilanteessa, sekä taulukossa 8 esitetyillä vuoden 2030 mitoitusarvoilla. Ilmastuksen kapasiteetti on riittävä vuoden 2030 mitoitustilanteessa, eikä laajennustoimenpiteille ole tarvetta. Suuresta allastilavuudesta ja viipymästä huolimatta aktiivilieteprosessi ei nitrifioi nykytilanteessa. Tämä johtunee ilmastusjärjestelmien tehottomuudesta ja hapensäätöpiirien toimimattomuudesta. Ilmastuksen säätöjärjestelmä automatisoidaan laitoksen ohjauksen saneerauksen yhteydessä ja ilmastusjärjestelmät uusitaan kokonaisuudessaan (ilmastuskalvot, syöttöputket, mittaukset, säätöventtiilit). Jokaiseen ilmastuslohkoon rakennetaan oma ilmansyöttöputkisto ja säätöventtiilijärjestelyt, jolloin ne muodostavat omat erilliset hapensäätöpiirit. Ilmastusilman kulutus on mitoitustilanteessa (nitrifioiva prosessi, ei denitrifikaatiota) noin 1 400 n-m 3 /h. Hankitaan kaksi kompressoria, joiden kapasiteetti on 1 200 n-m 3 /h per laite. Ilmastusaltaat jaetaan väliseinillä kolmeen erilliseen lohkoon. Lohkojen tilavuus on allaskohtaisesti L1 65 m 3 (17 %), L2 65 m 3 (35 %) ja L3 245 m 3 (100 %). Ilmastuksen säätöpiirit rakennetaan erillisinä kaikkiin kolmeen lohkoon. Järjestely ja allastilavuus mahdollistavat myös osittaisen kokonaistypen ajon kesäaikana. Denitrifikaation käynnistyminen vähentää käyttökustannuksia, kun sekä ilmastusilman että alkalointikemikaalin tarve pienenevät. Denitrifikaatioajossa lohkoa 1 tai lohkoja 1+2 ajetaan ilman ilmastusta ja ne varustetaan virtauskehittimillä (uppoasenteiset sekoittimet). Denitirifikaation vaatima nitraattikierrätys toteutetaan normaalia suuremmalla palautuslietekierrolla (max. 200 %).
Taulukko 10. VE0, Aktiivilieteprosessin mitoitus. ILMASTUS Yksikkö/Parametri Yksikkö Mitoitusarvo Nykytilanne v. 2030 Linjoja kpl 2 2 Tilvauus, V KOK m 3 2 x 375 2 x 375 Syvyys m 3 3 Viipymä, q KA h 32 24 Viipymä, q MIT h 12 17 Viipymä, q MAX h 5,8 4,2 Tilakuorma, L V kgbod/m 3 d 0,18 0,20 Lieteikä d 19 15 Lietepitoisuus kgmlss/m 3 4,8 4,2 Lietekuorma, L kgbod/kgmlss d 0,04 0,05 AOR kgo2/d 312 295 SOTR MAX kgo2/h 42 40 Ilmantarve n-m 3 /h 910 860 Jälkiselkeytyksen kapasiteetti on riittämätön vuoden 2030 mitoitustilanteessa. Nykyisen kaksilinjaisen jälkiselkeytyksen rinnalle rakennetaan uusi selkeytysallas (A= 100 m 2 ). Tulovirtaamasta 40 % ohjataan nykyisiin selkeytysaltaisiin ja 60 % uuteen altaaseen. Nykyiset palautuslietepumput korvataan taajuusmuuttajaohjatuilla uppopumpuilla. Palautuslietepumput mitoitetaan siten, että ne palvelevat kesäaikana osittaista kokonaistypenpoistoa (nitraattikierrätys selkeyttimistä biologisen prosessin eteen). Jälkiselkeyttimien mitoituksessa huomioidaan normaalia suurempi palautuslietevirtaama. Aktiiviliete jaetaan ilmastusaltaista selkeytykseen suhteessa 24 % - 24 % - 52 %. Uuteen selkeytysaltaaseen rakennetaan kummankin ilmastusaltaan lopusta syöttöputket siten, että ilmastus- ja selkeytysaltaissa on yhtenevä vesipinta. Putket mitoitetaan siten, että virtaushäviö kaikissa selkeyttimien putkilinjoissa on samaa suuruusluokkaa. Vesien jako halutussa prosenttisuhteessa tehdään selkeyttimien ylivuotoreunojen pituuden mukaan (uuden selkeyttimien ylivuotoreunan pituus on 52 % koko kaikkien altaiden yhteenlasketusta reunapituudesta). Hienosäätö tehdään ylivuotokourujen korkeussäädöllä siten, että haluttu virtausjako toteutuu. Kaikkiin ilmastus- ja selkeytysaltaiden välisiin putkiin asennetaan sulkuventtiilit/-luukut, jolloin altaat voidaan ottaa huoltoon ja tyhjentää linja kerrallaan. Palautuslietteen pumppaus muutetaan uppopumpuilla toimivaksi. Nykyisten pystyselkeytysaltaiden mammut-pumput puretaan ja niiden tilalle asennetaan johteilla pudotettavat uppopumput. Pumppujen huoltoa varten altaiden yli rakennetaan kulkutasot. Selkeyttimen keskelle lietepoteroon asennetaan kiinteä paineyhde, johon pumppu kiinnittyy. Vastaavat pumppausjärjestelyt rakennetaan uuteen selkeytysaltaaseen. Pumppuja asennetaan uuteen altaaseen 2 kpl, yksi kumpaankin rakennettavaan lietesyvennykseen. Nykyiset palautuslietteen v-patomittauskaukalot puretaan ja palautuslietteelle rakennetaan uudet painelinjat ilmastuksen alkuun. Virtaama mitataan magneettisilla virtausmittauksilla allaskohtaisesti. Palautuslietelinjojen koko on alustavasti DN65 (altaat 1 ja 2) ja DN100 (allas 3). Nykyisistä pystyselkeytysaltaista rakennettavat palautuslietelinjat ovat linjakohtaisia. Uuteen selkeytysaltaaseen asennetaan kaksi lietepumppua ja niistä kummastakin rakennetaan omat painelinjat virtausmittauksineen ilmastukseen siten, että toinen pumppu pumppaa ilmastusaltaaseen 1 ja toinen altaaseen 2. Nämä kaksi linjaa varustetaan myös ristiinajomahdollisuudella, jolloin selkeytin 3 voi olla käytössä toisen ilmastusaltaan huollon aikana.
Palautuslietepumput varustetaan taajuusmuuttajilla. Lietevirtaamaa ohjataan joko vakioasetuksella (operaattori asettaa prosessinohjausjärjestelmään halutun virtaaman m 3 /h allaskohtaisesti) tai tulovirtaaman suhteen (operaattori asettaa prosessinohjausjärjestelmään halutun palautuslietesuhteen %). Normaalisti palautuslietettä pumpataan noin 100 % suhteessa vuorokaudessa laitokselle tulevaan jätevesimäärään. Kesäaikana, kun ajetaan typenpoistoa, nostetaan palautussuhdetta suuremmaksi, jotta nitraattipitoinen liete-vesiseos saadaan kiertämään tehokkaammin ilmastuksen alkuun anoksisiin (=ei liuennutta happea) lohkoihin. Suuri palautuslietevirtaama huomioidaan jälkiselkeytyksen mitoituksessa. Ylijäämälietteen poistojärjestelyt muutetaan siten, että liete pumpataan jatkossa ilmastusaltaista sakeuttamoon. Kummankin ilmastusaltaan loppupäähän lohkoon 3 asennetaan johteilla altaan pohjalle laskettava uppopumppu. Pumput pumppaavat yhteiseen tukkiin, joka viedään sakeuttamoon. Pumput mitoitetaan siten, että ne käyvät vuorotellen. Ylijäämälietevirtaama mitataan magneettisella virtausmittarilla ylijäämälietetukista. Prosessinohjausjärjestelmään ohjelmoidaan lieteiän laskenta, joka ohjaa ylijääjälietteen poistoa halutun lieteiän saavuttamiseksi. Operaattori asettaa halutun lieteiän allaskohtaisesti. JÄLKISELKEYTYS Mitoitusarvo Yksikkö/Parametri Yksikkö Nykytilanne v. 2030 Vanha osa Uusi osa Linjoja kpl 2 2 1 Altaita kpl 2 2 1 Pinta-ala, A KOK m 2 72 72 78 Pinta-ala/allas m 2 36 36 78 Jako linjoihin % 50/50 24/24/52 Pintakuorma, q KA m/h 0,33 0,21 0,21 Pintakuorma, q MIT m/h 0,90 0,3 0,3 Pintakuorma, q MAX m/h 2,1 1,2 1,2 Lietekuorma, q KA kgmlss/m 2 h 3,1 1,8 1,8 Lietekuorma, q MIT kgmlss/m 2 h 5,8 2,5 2,5 Lietekuorma, q MAX kgmlss/m 2 h 11,5 7,6 7,6 LIETEKIERROT Parametri Yksikkö Mitoitusarvo Nykytilanne v. 2030 Lietteen palautussuhde %qka 100 100 200 Palautusliete yhteensä m 3 /d 564 750 1 500 Palautusliete yhteensä m 3 /h 24 31 62 4.4 Lietteenkäsittely Sakeutuksen mitoitus on esitetty taulukossa 11. Laitoksen nykyinen sakeutuskapasiteetti on riittävä vuoden 2030 mitoitustilanteessa, eikä laajennustoimenpiteille ole tarvetta. Sakeuttamon tilavuus mahdollistaa ylijäämälietteen pumppausmuutoksen siten, että liete pumpataan saneerauksen jälkeen suoraan ilmastusaltaista niihin sijoitettavien uppopumppujen avulla. Nykytilanteessa sakeutuksen viipymä on useita vuorokausia ja liian pitkä. Pumppausmuutosten jälkeen viipymä on sopiva ja lisäksi lieteiän säätäminen on näin tarkempaa. Polymeerilaitteet sijoitetaan prosessirakennuksen laajennusosaa.
Taulukko 11. VE0, Sakeutuksen mitoitus Parametri SAKEUTUS Mitoitusarvo Yksikkö Nykytilanne v. 2030 Ylijäämäliete kgts/d 188 210 %TS 1,0 0,4 m 3 /d 20 50 Yksiköiden lkm kpl 1 1 Pinta-ala m 2 16 16 Tilavuus m 3 59 59 Pintakuorma, Sh m/h 0,05 0,13 Lietekuorma, SS kgss/m2 d 12 14 Viipymä, KA h 72 28 Erotusaste % 98 98 Sakeutettu liete kgts/d 184 215 %TS 3 4 m 3 /d 4,6 5,4 Varastointiaika, max d n. 7 n. 5 Lietteenkuivauksen mitoitus on esitetty taulukossa 12. Liete kuivataan lingolla ja lietelava (8 m 3 ) on riittävä varastointiin. Taulukko 12. VE0, Lietteenkuivauksen mitoitus LIETTEENKUIVAUS Parametri Yksikkö Mitoitusarvo Nykytilanne v. 2030 Yksiköitä kpl 1 1 Kuivausaika d/vko 5 5 h/d 3 3 Kuivaimen kuormitus kgts/h 86 100 m 3 /h 2,9 2,5 Erotusaste % 98 98 kg/ts d 180 210 Kuivattu liete %TS 20 20 m 3 /d 0,9 1,1 m 3 /a 330 380 kpl 1 1 Liettteen varastointi m3 8 8 d 9 8 4.5 Kemikalointi Ferrosulfaatti annostellaan välppäyksen jälkeiseen kanavaan hiekanerotuksen eteen, jossa se sekoittuu hyvin jäteveteen ja hapettuu. Annostelupumppua ohjataan rajoitetusti tulevan veden virtaaman mukaan. Altaan veden lisäys ja täyttö tapahtuvat nykytilanteessa manuaalisesti. Vuoden 2030 mitoitusarvoilla ferrosulfaatin kulutus on keskimäärin noin 160 kg/d (220 g/m 3 ). Valmistettavan liuoksen ferropitoisuuden ollessa min 350 g/l on annostustarve noin 20 dm 3 /h. Saneerauksessa hankitaan kaksi (1+1) uutta pumppua a 40 dm 3 /h, jotka pumppaavat esikäsittelyyn. Lisäksi hankitaan kaksi kappaletta kalvoannostuspumppuja, jotka syöttävät ilmastusaltaan loppupäähän ennen jälkiselkeytystä tai hiekkasuodatukseen johdettavaan veteen. Pumppu-
jen tuotto max. 5 dm 3 /h. Ferrosulfaattialtaan koko on riittävä. Saneerauksen yhteydessä allas kuitenkin pinnoitetaan ja siihen rakennetaan automaattinen pinnanmittaus- ja täyttöjärjestelmä. Aktiivilieteprosessi saneerataan nitrifioivaksi. Nitrifikaation takia ilmastukseen johdettavaan veteen joudutaan syöttämään kalkkia, jolla korvataan nitrifikaatiorekatioissa kuluva alkaliteetti ja estetään ph:n lasku ilmastuksessa. Nykyinen kalkkisiilo saneerataan tähän tarkoitukseen. Vesilaitoskalkin Ca(OH) 2 kulutus on max. 150 kg/d ja 200 g/m 3 mutta keskimäärin vähäisempää. Lisäksi kesäaikana alkaliteettia korvataan osittaisella kokonaistypenpoistolla (denitrifikaatio). Puhdistamolle hankitaan uusi polymeeriliuoksen valmistuslaitteisto ja annostelupumput, joilla voidaan syöttää polymeeriliuosta lietteen kuivaukseen ja ilmastuksesta selkeytykseen menevään veteen. Polymeeriliuos tehdään suoraan syöttöväkevyyteen 0,1 %. 4.6 Tekninen vesi Lähtevän veden kanavaan asennetaan uusi teknisen veden pumppu, joka varustetaan taajuusmuuttajalla. Pumpun painelinjaan asennetaan automaattisesti peseytyvä kiintoainesuodatin. Teknistä vettä käytetään mm. letkukeloissa, kalkin lietossa, ferrosulfaatin liuotuksessa ja lietteenkuivaimen pesuissa. 4.7 Jälkikäsittely Jälkikäsittelyprosessina on 2 kpl jatkuvatoimisia hiekkasuodattimia, joiden pinta-ala on yhteensä 2 x 5 m 2. Hiekkasuodatus rakennetaan erilliseen rakennukseen. Välipumppaamon uppopumput asennetaan lähtevän veden altaaseen, josta ylivuoto menee lähtevän veden mittauksen kautta purkuputkeen. Hiekkasuodatettu vesi käsitellään putkeen asennettavilla UV-laitteistoilla (2 kpl) ennen purkuputkeen johtamista. 5. UUSI PUHDISTAMO (VE 1) 5.1 Yleistä Uusi puhdistamo rakennetaan nykyiselle puhdistamotontille. Laitokseen toteutetaan samat yksikköprosessit kuin yllä vaihtoehdossa VE0. Allastilavuudet voidaan kuitenkin optimoida vapaasti. Laitos sisältää esikäsittelyn ilman esiselkeytystä, aktiivilieteprosessin ja hiekkasuodatuksella toteutettavan jälkikäsittelyn. 5.2 Esikäsittely Tulopumppaamo, jossa 3 kpl taajuusmuuttajaohjattuja kuiva-asenteisia tulopumppuja a 65 m 3 /h. Normaalisti käynnissä on yksi pumppu ja virtaamien kasvaessa tarvittaessa käynnistetään toinen pumppu käymään rinnalle. Hulevesi- ja rankkasadeaikana käynnistyy tarvittaessa myös kolmas pumppu, joka normaalisti on varalaitteena. Kaikille pumpuille rakennetaan omat painelinjat välppäyksen tulolaatikkoon. Tulopumppaamosta rakennetaan ylivuoto (mittaus) purkuputkeen. Esikäsittelynä on 1+1 kpl porrasvälppiä, joiden kapasiteetti on a 140 m 3 /h. Kerätty välpe pestään välpepesurilla ja välivarastoidaan 600 l välpeastiassa. Välpätty vesi ja välppäyksen ohitus voidaan johtaa joko hiekanerotukseen tai suoraan ilmastukseen. Hiekanerotus rakennetaan yksilinjaisena ilmastettuna altaana, joka varustetaan kahdella hiekkasyvennyksellä ja pumpuilla, joilla hiekka pumpataan hiekanlajittimelle. Allasta ei varusteta vaunulla tai kuljettimilla. Altaan tilavuus on 14 m 3, jolloin viipymä on keskituntivirtaamalla 27 min ja maksimivirtaamalla 5 min. Biologisen käsittelyn ohitus tapahtuu hiekanerotusaltaasta mittauksen kautta jälkiselkeytysaltaiden perässä olevaan välipumppaamoaltaaseen.
5.3 Aktiivilieteprosessi Aktiivilieteprosessi rakennetaan nykyisen laitoksen tapaan kaksilinjaisena. Prosessin mitoitus on esitetty taulukossa 14. Jälkiselkeytys voidaan mitoittaa maksimivirtaamilla kireästi, koska maksimivirtaamat toteutuvat äärimmäisen harvoin ja tulevan veden ollessa erittäin laimeaa, voidaan tarvittaessa osa tulovirtaamasta ohjata biologisen käsittelyn ohi suoraan hiekkasuodatukseen, jossa vedet käsitellään kemiallisesti saostamalla. Taulukko 13. VE1, Aktiivilieteprosessin mitoitus. ILMASTUS Yksikkö/Parametri Yksikkö Mitoitusarvo v. 2030 Linjoja kpl 2 Tilavuus, V KOK m 3 600 Syvyys m 5 Viipymä, q KA h 20 Viipymä, q MIT h 13 Viipymä, q MAX h 3,3 Tilakuorma, L V kgbod/m 3 d 0,27 Lieteikä d 20 Lietepitoisuus kgmlss/m 3 6,9 Lietekuorma, L kgbod/kgmlss d 0,04 AOR kgo2/d 570 SOTR MAX kgo2/h 77 Ilmantarve n-m 3 /h 1 000 JÄLKISELKEYTYS Yksikkö/Parametri Yksikkö Mitoitusarvo v. 2030 Linjoja kpl 2 Altaita kpl 2 Pinta-ala, A KOK m 2 150 Pinta-ala/allas m 2 75 Jako linjoihin % 50/50 Pintakuorma, q KA m/h 0,21 Pintakuorma, q MIT m/h 0,30 Pintakuorma, q MAX m/h 1,2 Lietekuorma, q KA kgmlss/m 2 h 5,7 Lietekuorma, q MIT kgmlss/m 2 h 6,4 Lietekuorma, q MAX kgmlss/m 2 h 13 LIETEKIERROT Parametri Yksikkö Mitoitusarvo v. 2030 Lietteen palautussuhde %qka 100 200 Palautusliete yhteensä m 3 /d 750 1 500 Palautusliete yhteensä m 3 /h 31 62 Altaat jaetaan kolmeen erilliseen lohkoon väliseinillä. Kaikki allaslohkot varustetaan pohjailmastimilla. Jokaiseen ilmastuslohkoon rakennetaan oma ilmansyöttöputkisto. Molempien ilmalinjojen runkoputkiin asennetaan säätöventtiilijärjestelyt, jolloin ne muodostavat omat erilliset hapensäätöpiirit. Kesäaikana lämpimien vesien aikaan aktiivilieteprosessia ajetaan osittaiseen kokonaistypenpoistoon tähdäten. Tämän takia allaslohkoihin 1 ja 2 asennetaan upposekoittimet, joilla pidetään aktiiviliete suspendoituneena. Lohkojen 1 ja 2 ilmastus suljetaan, jolloin lohkoissa ei ole liuennutta
happea läsnä ja denitrifikaatioreaktio käynnistyy. Denitirifikaation vaatima nitraattikierrätys toteutetaan normaalia suuremmalla palautuslietekierrolla (max. 200 %). Ilmastinjärjestelmä mitoitetaan eri tilanteissa siten, että hapetus- ja sekoituskapasiteetit ovat riittäviä sekä typenpoistoon tähtäävällä ajotavalla (lohko 3 hapellinen), että ilmastusaltaiden ollessa kokonaan ilmastettuja (100 % nitrifikaatio). Hankitaan 2 kpl uusia ilmastuskompressoreita, joiden kapasiteetti on 1 000 n-m 3 /h per laite. Jälkiselkeytysaltaat toteutetaan suorakaidealtaina, joiden vesisyvyys on n. 4 m. Altaat varustetaan ketjulaahalla, ryyppyruuhella ja poistokouruilla. Kaikkiin ilmastus- ja selkeytysaltaiden välisiin putkiin asennetaan sulkuventtiilit /-luukut, jolloin altaat voidaan ottaa huoltoon ja tyhjentää linja kerrallaan. Selkeytysaltaiden päätyyn tulee allas, joka toimii teknisen veden pumppujen imualtaana sekä välipumppaamon pumppujen imualtaana. Altaasta rakennetaan putki (mittaus) purkuputkeen, jota käyttäen jälkisuodatus voidaan tarvittaessa ohittaa. Palautuslietteen pumppaus tapahtuu uppopumpuilla, joita tulee 2 kpl per linja. Palautuslietteen linjakohtaiset painelinjat varustetaan magneettitoimisella virtausmittauksella ja ristiinajomahdollisuudella, joka mahdollistaa toisen selkeytysaltaan tai ilmastusaltaan ohittamisen esim. huollon aikana. Palautuslietepumput varustetaan taajuusmuuttajilla. Lietevirtaamaa ohjataan joko vakioasetuksella (operaattori asettaa prosessinohjausjärjestelmään halutun virtaaman m 3 /h allaskohtaisesti) tai tulovirtaaman suhteen (operaattori asettaa prosessinohjausjärjestelmään halutun palautuslietesuhteen %). Normaalisti palautuslietettä pumpataan noin 100 % suhteessa vuorokaudessa laitokselle tulevaan jätevesimäärään. Kesäaikana, kun ajetaan typenpoistoa, nostetaan palautussuhdetta suuremmaksi, jotta nitraattipitoinen liete-vesiseos saadaan kiertämään tehokkaammin ilmastuksen alkuun anoksisiin (=ei liuennutta happea) lohkoihin. Ylijäämäliete poistetaan suoraan ilmastusaltaista sakeuttamoon. Kummankin ilmastusaltaan loppupäähän lohkoon 3 asennetaan johteilla altaan pohjalle laskettava uppopumppu. Pumput pumppaavat yhteiseen tukkiin, joka viedään sakeuttamoon. Pumput mitoitetaan siten, että ne käyvät vuorotellen. Ylijäämälietevirtaama mitataan magneettisella virtausmittarilla. Prosessinohjausjärjestelmään ohjelmoidaan lieteiän laskenta, joka ohjaa ylijääjälietteen poistoa halutun lieteiän saavuttamiseksi. Operaattori asettaa halutun lieteiän allaskohtaisesti. 5.4 Lietteenkäsittely Lietteenkäsittelyprosesseina on ylijäämälietteen painovoimainen sakeutus ja koneellinen kuivaus lingolla. Kuivattu liete välivarastoidaan vaihtolavalle. Mitoitus on esitetty taulukoissa 15 ja 16. Taulukko 14. VE1, Sakeutuksen mitoitus SAKEUTUS Parametri Yksikkö Mitoitusarvo v. 2030 Ylijäämäliete kgts/d 240 %TS 0,5 m 3 /d 50 Yksiköiden lkm kpl 1 Pinta-ala m 2 16 Tilavuus m 3 64 Pintakuorma, Sh m/h 0,13 Lietekuorma, SS kgss/m2 d 15 Viipymä, KA h 31 Erotusaste % 98 Sakeutettu liete kgts/d 230 %TS 3 m 3 /d 7,7 Varastointiaika, max d 5
Lietteenkuivauksen mitoitus on esitetty taulukossa 16. Taulukko 15. VE1, Lietteenkuivauksen mitoitus LIETTEENKUIVAUS Parametri Yksikkö Mitoitusarvo v. 2030 Yksiköitä kpl 1 Kuivausaika Kuivaimen kuormitus d/vko 3 h/d 5 kgts/h 110 m 3 /h 3,6 Erotusaste % 98 Kuivattu liete (7 d/vko) Liettteen varastointi 5.5 Kemikalointi kg/ts d 230 %TS 18 m 3 /d 1,3 m 3 /a 470 kpl 1 m3 8 d 5 6 Puhdistamolle rakennetaan saostuskemikaaliallas, jonka tilavuus on 60 m 3. Ferrosulfaatti annostellaan ilmastettuun hiekanerotukseen. Annostelupumppua ohjataan rajoitetusti tulevan veden virtaaman mukaan. Vuoden 2030 mitoitusarvoilla ferrosulfaatin kulutus on keskimäärin noin 160 kg/d (220 g/m 3 ). Valmistettavan liuoksen ferropitoisuuden ollessa min 350 g/l on annostustarve noin 20 dm 3 /h. Hankitaan kaksi (1+1) uutta pumppua a 40 dm 3 /h, jotka pumppaavat esikäsittelyyn. Lisäksi hankitaan kaksi kappaletta kalvoannostuspumppuja, jotka syöttävät ilmastusaltaan loppupäähän ennen jälkiselkeytystä tai hiekkasuodatukseen johdettavaan veteen. Pumppujen tuotto max. 5 dm 3 /h. Ferrosulfaattialtaan koko on riittävä. Saneerauksen yhteydessä allas kuitenkin pinnoitetaan ja siihen rakennetaan automaattinen pinnanmittaus- ja täyttöjärjestelmä. Nitrifikaation takia ilmastukseen johdettavaan veteen joudutaan syöttämään kalkkia, jolla korvataan nitrifikaatioreaktioissa kuluva alkaliteetti ja estetään ph:n lasku ilmastuksessa. Vesilaitoskalkin Ca(OH) 2 kulutus on max. 150 kg/d ja 200 g/m 3 mutta keskimäärin vähäisempää. Lisäksi kesäaikana alkaliteettia korvataan osittaisella kokonaistypenpoistolla (denitrifikaatio). Puhdistamolle hankitaan 40 m 3 kalkkisiilo sekä kalkin liuotus- ja annostelulaitteet. Kalkkimaito syötetään hiekanerotukseen. Vaihtoehtoisesti alkalointi voidaan toteuttaa myös lipeää käyttäen. Puhdistamolle hankitaan polymeeriliuoksen valmistuslaitteisto ja annostelupumput, joilla voidaan syöttää polymeeriliuosta lietteen kuivaukseen ja ilmastuksesta selkeytykseen menevään veteen. Polymeeriliuos tehdään suoraan syöttöväkevyyteen 0,1 %. 5.6 Tekninen vesi Lähtevän veden kanavaan asennetaan uusi teknisen veden pumppu, joka varustetaan taajuusmuuttajalla. Pumpun painelinjaan asennetaan automaattisesti peseytyvä kiintoainesuodatin. Teknistä vettä käytetään mm. letkukeloissa, kalkin lietossa, ferrosulfaatin liuotuksessa ja lietteenkuivaimen pesuissa. 5.7 Jälkikäsittely Jälkikäsittelyprosessina on 2 kpl jatkuvatoimisia hiekkasuodattimia, joiden pinta-ala on yhteensä 2 x 5 m 2. Selkeytysaltaiden päätyyn tulee allas, jonne sijoitetaan välipumppaamon uppopumput.
Altaasta rakennetaan putki (mittaus) purkuputkeen, jota käyttäen jälkisuodatus voidaan tarvittaessa ohittaa. Hiekkasuodatettu vesi käsitellään putkeen asennettavilla UV-laitteistoilla (2 kpl) ennen purkuputkeen johtamista. 6. TOTEUTUSTAPASELOSTUS 6.1 Laitoshydrauliikka Tulevat jätevedet johdetaan viettoviemärillä tulopumppaamoon. Vesienjohtamisen periaatteena on, että kaikki yksikköprosessit tulee voida ohittaa. Tulopumppaamon ylijuoksu sekä biologisen käsittelyn ja jälkikäsittelyn ohitus mitataan. Puhdistamoalueen korkotaso on noin + 88,00. Esikäsittely sijoitetaan niin ylös, että vedet virtaavat tarvittaessa painovoimaisesti purkuvesistöön asti. 6.2 Perustaminen Nykyisen puhdistamon läheisyydestä on tehty painokairauksia, jotka ovat päättyneet noin tasolle +83 +85, kairaussyvyyden vaihdellessa noin 2,5-5,0 m. Maalaji alueella on routivaa moreenia (mm. silttistä hiekkamoreenia). Rakennukset voidaan todennäköisesti perustaa maanvaraisesti. Rakennusalueen ympärille rakennetaan reunaoja, johon piha-alueen valumavedet ja rakennusten salaojavedet johdetaan. 6.3 Rakennustyöt Valvomorakennus toteutetaan yksikerroksisena puurunkoisena ja puu/profiilipeltiverhottuna rakennuksena. Rakennukseen sijoitetaan myös korjaamo- ja varastotilaa. Valvomorakennuksen alustava layout on esitetty liitteessä 11. Puhdistamorakennus toteutetaan allas- ym. osien osalta paikalla valettavana teräsbetonirakenteena. Rakennuksen yläosan kantavana rakenteena ovat teräspilarit ja palkit. Julkisivumateriaalina käytetään profiilipeltiä. Puhdistamorakennukseen sijoitetaan mm. seuraavat tilat ja toiminnot: esikäsittely- ja lavatila (välppäys ja hiekanerotus, välppeen ja hiekan käsittely) hiekanerotus 1 kpl ilmastusaltaat 2 kpl jälkiselkeytysaltaat 2 kpl hiekkasuodattimet 2 kpl lietteen tiivistys 1 kpl lietteen kuivaus, varastointitila sähkö- ja automaatiotila kompressoritila IV-kojetila Uusi puhdistamo Uuden puhdistamorakennuksen alustava layout on esitetty liitteenä 10. Puhdistamolle rakennetaan pumppukellari, jonne sijoitetaan tulo-, liete- ja ferropumput.
Nykyisen puhdistamon saneeraus Nykyistä puhdistamorakennusta saneerataan seuraavasti: prosessialtaiden (tulopumppaamo, tiivistämö, hiekanerotus, ferroallas, ilmastusaltaat ja jälkiselkeytysaltaat) kunnostus julkisivun, vesikaton, ovien, ikkunoiden, räystäiden, vedenpoistojärjestelmän ja kattovarusteiden uusiminen sisäpuoliset saneeraustyöt: mm. tilamuutokset, lattioiden kunnostukset, uudet väliovet, pintarakenteiden uusiminen salaojien uusiminen ja kattovesien viemäröinti, vierustäyttöjen uusiminen Klooraushuone muutetaan sähköpääkeskustilaksi. Valvomo- ja sosiaalitilat saneerataan IV-tilaksi. Rakennetaan erillinen n. 50 m 2 hiekkasuodatusrakennus. Prosessirakennusta laajennetaan esikäsittely- ja lavatilan puolella n. 50 m 2. Tilaan sijoitetaan mm. polymeerilaitteet ja hiekanlajitin. Ilmastusaltaat ja uusi jälkiselkeytysallas katetaan puolilämpimäksi tilaksi, jolloin jäteveden jäähtyminen suuressa allastilavuudessa minimoidaan ja nitrifikaation toimintaedellytykset maksimoidaan tältä osin. 6.4 LVI-työt Puhdistamo on kokonaan katettu, lämpöeristetty ja lämmitetty. Kaikki prosessitilat toteutetaan ½-lämpiminä ja valvomo+sosiaalitilat lämpiminä tiloina. Lämmitysmuotona on ilmalämpöpumppu. Hajujen määrää laitoksen sisällä pyritään vähentämään mm. kohdepoistoilla (välpät ja lingot), koteloimalla kuljettimet sekä kattamalla hiekanerotusallas, josta kannen alta kohdepoisto. Puhdistamon ilmanvaihto varustetaan LTO-järjestelmällä. 6.5 SIA-työt 6.5.1 Sähkö Nykyisen puhdistamon saneerausvaihtoehdossa laitoksen sähköistys uusitaan kokonaisuudessaan. Pääkeskus varustetaan varavoiman syöttöyhteellä. Säätöventtiilien ja luukkujen toimilaitteet toteutetaan sähkökäyttöisinä. 6.5.2 Instrumentointi Laitoksen yksikköprosessit instrumentoidaan siten, että kaikkien yksikköprosessien ohjaus ja valvonta voidaan tehdä automaattisena. Alustava esitys instrumentoinnin laajuudesta on esitetty taulukossa 13.
Taulukko 16. Instrumenttityypit. Esikäsittely Mitattava suure Mittaustapa Lkm tuleva vesi magneettinen virtausmittaus 3 Pumppaamon pinta paineanturi suojaputkessa 1 pintarajakytkin Esim. Kari-finn kelluke 1 Näytteenotin 24 h keräävä virtaamapainotteisesti + jääkaappi johtokyky 1 biologian ohitusvesi ultraäänitutka 1 ph + lämpötila digitaalinen ph-elektrodi 1 Aktiivilieteprosessi Liuennut happi optinen, digitaalinen anturi 4 NH 4 -Nja NO 3 -N ioniselektiivinen, digitaalinen anturi 2 kiintoaine optinen, digitaalinen anturi 2 virtaus, palautusliete magneettinen virtausmittaus 4 ph, lähtevä digitaalinen ph-elektrodi 2 paine, ilman runkotukki pietsoresistiivinen 1 virtausnopeus, ilmalinjat kalorimetrinen 2 lämpötila, ilmastusallas 2 Kemikalointi pinta, ferroallas ultraäänitutka 1 lämpötila, ferrosulfaatti pt-100 1 Jälkikäsittely, lähtevä vesi ja ohitus näytteenotin 24 h keräävä virtaamapainotteisesti 1 + jääkaappi virtaama lähtevä vesi magneettinen virtausmittaus 1 virtaama hiekkasuodatus syöte magneettinen virtausmittaus 1 virtaama lähtevä vesi (ohitusvesi) ultraäänitutka 1 Muuta paine, tekninen vesi pietsoresistiivinen 1 pinta, teknisen veden asema hankittavan laitteiston mukaisesti 1 ulkolämpötila 1 1 6.5.3 Automaatio Puhdistamolla hankitaan nykyaikainen prosessiautomaatiojärjestelmä, joka sisältää valvomoohjelmistot, logiikat ja mittaustietojen automaattisen tallennuksen. Lisäksi hankitaan automaatiojärjestelmään integroitu tai erillinen prosessiraportointiohjelmisto sekä huolto- ja kunnossapito-ohjelmisto. Automaatiojärjestelmään tehdään etäkäyttöyhteys, joka mahdollistaa laitoksen ohjauksen ja valvonnan kannetavalla tietokoneella etänä. Lisäksi prosessihälytykset lähetetään laitoshoitajalle tai päivystäjälle GSM-viesteillä. Prosessinohjausjärjestelmän lisäksi laitokselle toteutetaan erillinen rakennusautomaatio-, rikos-, kulunvalvonta- ja paloilmoitusjärjestelmä.
7. KUSTANNUSARVIOT 7.1 Investointikustannukset, REV A 7.4.2015 Nykyisen puhdistamon saneerauksen ja prosessien laajentamisen ja tehostamisen (VE0) sekä uuden puhdistamon rakentamisen (VE1) kustannusarviot on esitetty taulukossa 17. Taulukko 17. Puhdistamon saneerauksen ja laajentamisen kustannusarvio (alv 0%). Kustannuslaji Yksikkö Kustannus VE0 VE1 Rakennustekniset työt 1300000* 1600000 Koneistotyöt 690 000 750 000 Sähkötyöt 200 000 200 000 IA 150 000 150 000 LVI 140 000 140 000 Kustannusvaraus 10 % 248 000 284 000 Yleiskustannukset 15 % 409 000 469 000 Yhteensä 3 137 000 3 593 000 * nykyisen rakennuksen ja altaiden täydellisen kunnostuksen kustannusarvio 570000 Taulukon 17 investoinneista puuttuvat 5 km pituinen purkuputki (noin 1 M ) ja lähtevän veden pumppaamo (n. 100 000 ). 7.2 Käyttökustannukset, REV A 7.4.2015 Käyttökustannukset arvioidaan seuraavilla yksikköhinnoilla: - sähkö 0,1 /kwh - ferrosulfaatti 100 /t - vesilaitoskalkki 200 /t - polymeeri 5 000 e/t Kunnossapitokustannukset on laskettu olettamalla vuosikustannukseksi 0,5 % rakennusinvestoinneista ja 1,0 % kone-/sia-/lvi-investoinneista kustakin. Käyttökustannukset on laskettu ensin v. 2030 mitoitustilanteessa ja tämän jälkeen kustannuksia on korjattu kertoimella 0,95, jolloin on saatu arvio keskimääräisestä käyttötilanteesta v. 2020 (nykytilanteen ja mitoitustilanteen v. 2030 välissä). Ilmastusenergiassa ja kalkin kulutuksessa on huomioitu kesäaika, jolloin kokonaistypenpoistoon tähtäävässä ajotavassa säästetään kustannuksia. Energiakustannuksissa on laskettu mukaan välipumppaamon ja lähtevän veden pumppaamon energian kulutus. Taulukko 18. Puhdistamon käyttökustannuskustannusarvio (alv 0%). Kustannuslaji Yksikkö Kustannus Kemikaalit /a 13 500 Energia, prosessi /a 18 400 Lämmitysenergia /a 5 000 Henkilöstö /a 50 000 Ostopalvelut /a 10 000 Kunnossapito /a 18 300 Lietteen jatkokäs. (60 /märkä-t) /a 25 500 Muut /a 5 700 YHT /a 146 400
Taulukon 18 mukaiset käyttökustannukset, lietteen jatkokäsittely mukaan lukien, tarkoittaa ominaiskustannusta 57 snt/m 3 käsiteltyä jätevettä. 7.3 Vertailukustannukset, REV A 7.4.2015 Vertailukustannuksia ( /a), jotka sisältävät sekä investoinnin jaettuna käyttöajalle, että vuosittaiset käyttökustannukset tarkastellaan tässä melko lyhyellä 20 vuoden käyttöajalla. Käytännössä osa investoinneista uusitaan 10 15 vuoden syklissä (IA, koneistot), kun taas esimerkiksi rakennustekniset osat kestävät 40 50 vuotta. Tässä yhteydessä koko investointi jaetaan annuiteettimenetelmällä 20 vuoden käyttöajalle ja 4 % korkokantaa käyttäen. Kun verrataan puhdistamoinvestointia siirtolinjavaihtoehtoon, on tärkeää varmistua, että myös siirtolinjan investointi on jaettu vastaavasti 20 käyttövuodelle 4 % korkokantaa käyttäen. Investoinnit (rakennuskustannusindeksillä päivitettynä, purkupumppaamo ja purkuputki mukaan lukien) 20 käyttövuodelle jaettuna ovat seuraavat: - VE0 275 000 /a - VE1 305 000 /a. Kun tähän lisätään vuosittaiset käyttökustannukset, saadaan vaihtoehdon VE0 vertailukustannukseksi 421 000 /a ja 1,64 /m 3. Vastaavasti vaihtoehdon VE1 vuosittaiset kokonaiskustannukset ovat 451 000 /a ja 1,76 /m 3. 8. YHTEENVETO Tässä yleissuunnitelmassa tarkasteltiin Laukaan Lievestuoreen jätevedenpuhdistamon nykytilaa ja saneeraustarpeita sekä tiukentuvista lupaehdoista aiheutuvia laajennus- ja tehostamistarpeita. Lievestuoreen jätevedenpuhdistamo on valmistunut v. 1986 ja se on kaikilta osin perusteellisen saneerauksen tarpeessa. Lisäksi laitosta on tarve laajentaa mm. valvomo-sosiaalitilojen ja osittain prosessitilojen sekä kiristyvistä lupaehdoista ja ajoittain suurista vuotovesimääristä johtuen myös jälkiselkeytyksen ja hiekkasuodatuksen osalta. Tässä tarkastelussa on lähtökohtana ollut nykyisen puhdistamon niin perusteellinen saneeraus, että toteutuksen tekninen taso ja laitoksen käyttöikä vastaa kaikilta osin (rakenne, koneisto, sähkö, LVI jne.) uutta puhdistamoa. Nykyisen puhdistamon saneeraus- ja laajennustarve on niin suuri, että on perusteltua tarkastella vaihtoehtoa, jossa rakennetaan kokonaan uusi puhdistamo. Nykyisen puhdistamo saneerauksen ja laajennuksen investointikustannusarvio on 2,6 M ja kokonaan uuden puhdistamon kustannusarvio 3,0 M. Kustannusero em. vaihtoehtojen välillä jää suhteellisen pieneksi siksi, koska nykyisen prosessirakennuksen ja altaiden kunnostuksen kustannusarvio on varsin korkea, n. 570 000. Kokonaan uuden puhdistamon rakentamiseen olisi huomattavasti helpompi toteuttaa kuin nykyisen puhdistamon saneeraus ja laajennus, koska työt jouduttaisiin tekemään käytössä olevalla laitoksella. Uudessa puhdistamossa prosessi-, allas- ja tilajärjestelyt ovat optimaaliset, joka helpottaa laitoksen käyttöä ja huoltoa, jolloin tarvittava työmäärä pienenee. Uudella puhdistamolla meluisat ja haisevat tilat on erotettu omiksi tiloiksi, jolloin työolosuhteet ovat paremmat. Uuden puhdistamon syvät ilmastusaltaat pienentävät ilmastusenergiankulutusta n. 30 % nykyiseen puhdistamoon verrattuna.
LIITE 1
LIITE 2
LIITE 3
LIITE 4