Jätevesilietepohjaisten tuotteiden hyödyntäminen Mikko Wäänänen, HSY Vesihuolto 4.11.2016
Organisaatio HSY:n yhtymäkokous HSY:n hallitus Toimitusjohtaja Raimo Inkinen Talous- ja hallintoyksikkö Viestintä- ja neuvontayksikkö Henkilöstöyksikkö Kehittämisyksikkö VESIHUOLTO toimialajohtaja Jukka Piekkari JÄTEHUOLTO toimialajohtaja Petri Kouvo SEUTU- JA YMPÄRISTÖ- TIETO tulosaluejohtaja Irma Karjalainen TUKIPALVELUT tulosaluejohtaja Tuija Räty ASIAKAS- PALVELUT asiakaspalvelujohtaj a Tuija Loppi-Hakamäki
Keskitettyä jätevesien puhdistusta Pääkaupunkiseudun jätevedenpuhdistus on keskitetty kahteen puhdistamoon Puhdistukseen käytetään biologiskemiallista menetelmää, jonka sivutuotteena syntyy lietettä sekä biokaasua Fosforin poisto toteutetaan ferrosulfaatilla saostamalla Jäteveden typpi poistetaan biologisesti denitrifikaatio-nitrifikaatioprosessilla Liete jatkojalostetaan mullaksi ja kaasu hyödynnetään energian lähteenä Puhdistetut jätevedet johdetaan poistotunnelissa avomerelle Viikinmäen jätevedenpuhdistamo Suomenojan jätevedenpuhdistamo 4.11.2016 3
Jätevesien viemäröintijärjestelmä pääkaupunkiseudulla 4.11.2016 4
Viikinmäen jätevedenpuhdistamon rakenne 4.11.2016 5
Lietteenkäsittely ja energiantuotanto 4.11.2016 6
Uusi kalliopuhdistamo Espoon Blominmäkeen 2020 4.11.2016 7
Puhdistusprosessin sivutuotteiden hyödyntäminen - Lietteestä multaa ja komposteja Liete käsitellään ja kompostoidaan Metsäpirtin kompostointikentällä Sipoossa multa- ja kompostituotteiksi - Biokaasusta energiaa Mädätyksessä syntyvä biokaasu hyödynnetään puhdistamoiden energialähteenä * Lämpö 100 % * Sähkö 60 80 % 4.11.2016 8
Yhdyskuntien jätevesiliete Suomessa yli 80 % asukkaista viemäröinnin piirissä Lietettä syntyy noin miljoona kuutiometriä vuodessa, kuivaaineeksi laskettuna noin 150 000 tonnia Karjanlantaa käsitellään yli 12 milj. tonnia vuodessa Raskasmetallipitoisuudet vähentyneet selkeästi Jätevesilietteiden hyödyntäminen Suomessa v. 2012 - viherrakentaminen suurinta 88 % - maanviljely 5 % - kaatopaikat 7 %, kaatopaikkakielto voimaan vuonna 2016 4.11.2016 9
Lietteen käsittely Euroopan eri maissa 4.11.2016 10
Viranomaismääräykset - Lannoitevalmistelaki 539/2006 * astui voimaan 1.7.2006 * MMM asetukset 24/11, 11/12 ja 12/12 - Lietedirektiivin 86/278/ETY uusinta seis * lietepohjaiset lannoitteet jäävät kansalliseen lainsäädäntöön - Ympäristötukijärjestelmä 04/2015 - Nitraattidirektiivi 91/676/ETY - Jätelaki 1072/93 ja asetus 179/2012 - Ympäristönsuojelulaki 86/2000 ja asetus 169/2000
Tavoitteet - mahdollisimman korkea hyötykäyttöprosentti - toiminta lakien ja asetusten puitteissa - käsittely mahdollisimman taloudellisesti - huomioitava paikalliset olosuhteet ja tilat - käytettävissä olevat taloudelliset resurssit
Kohderyhmät - viherrakentaminen - maatalous - kaatopaikka - metsätalous - poltto - jokin muu
Lietteen käsittelymenetelmiä - Mädätys biokaasulaitoksessa - Aumakompostointi *mekaaninen ilmastus, pakkoilmastointi - Reaktorikompostointi *tunneli, rumpu, kanava - Kalkkistabilointi - Kemiallinen käsittely - Terminen kuivaus - Muut menetelmät
Metsäpirtin kompostointikenttä 4.11.2016 15
Jätevesilietteen jatkojalostus Kompostikenttä on perustettu 1994 Viikinmäen (avl 800 000) ja Suomenojan (avl 310 000) jätevedenpuhdistamot tuottavat vuosittain n. 85 000 t lietettä (kuiva-ainepitoisuus 30%) Molemmilla puhdistamoilla mesofiilinen mädätysprosessi ja lietteen linkokuivaus Viikinmäen jätevedenpuhdistamon lietteet (n. 65 000 t/a) jatkojalostetaan Metsäpirtissä HSY:n kompostikentällä Suomenojan puhdistamon lietteet (n. 20 000 t/a) jatkojalostetaan Metsäpirtissä ja Ämmässuolla Metsäpirtissä koneurakat on ulkoistettu alihankkijoille Kentän valumavesi pumpataan Viikinmäen jätevedenpuhdistamolle Metsäpirtin kompostikenttä 28.6.2015 Kentän pinta-ala on noin 18 ha 4.11.2016 16
Ravinteet kiertoon Fosfori saostetaan kemiallisesti ferrosulfaatilla Sidos on hyvin pysyvä Fosfori liukenee hitaasti Fosforiravinnetta kierrätetään Metsäpirtin multatuotteissa n. 750 t vuodessa uudelleen käytettäväksi Typpiravinne vapautuu puhdistusprosessissa pääosin ilmakehään Typpeä sitoutuu myös biolietteeseen Biolietteen typpi siirtyy multatuotteeseen Typpiravinnetta kierrätetään Metsäpirtin multatuotteissa n. 750 t vuosittain uudelleen käytettäväksi Ravinteiden lisäksi lietteen humusaines eli orgaaninen massa palautuu maaperään 4.11.2016 17
Kompostointiprosessi - multa Lietettä 1 m 3 Turvetta 1 m 3 1. Sekoitus Aumakompostointi mekaaninen sekoitus yli 3 krt kompostointiaika minimi ½ vuotta 2. Sekoitus 1 m3 kompostoitua lietettä 0,6 t hiekkaa 15 kg biotiittiä Kierrätettävä seulontaylite Seulonta seulakoko 20 mm Seulontajäte METSÄPIRTIN NURMIKKO- MULTA 4.11.2016 18
Nurmikkomulta - Valmistettu vuodesta 1994 lähtien - Toisena multatuotteena Puutarhamulta jonka kompostoinnissa hyödynnetään hevostallien kuivikkeita - Tuotteiden kysyntä melko vakaata - Toimitusalue Uusimaa ja pääkaupunkiseutu - Yhteistyö HSY Jätehuollon kanssa * biokompostien tuotteistaminen * uusien myyntikanavien selvittäminen * kierrätysmateriaalien hyödyntäminen 4.11.2016 19
Kompostointiprosessi - maanparannuskompostit Lietettä 1 m 3 Turvetta 1 m 3 1. Sekoitus Aumakompostointi mekaaninen sekoitus 3 krt kompostointiaika minimi ½ vuotta METSÄPIRTIN MAANPARANNUS KOMPOSTI METSÄPIRTIN TUORE- KOMPOSTI 4.11.2016 20
4.11.2016 21
Maanparannuskompostin myynti HSY Tuotanto aloitettu uudestaan vuonna 2009 Keinolannoitteiden hinnan nousu lisännyt kiinnostusta Maanparannus- ja lannoitusvaikutus pelloilla Tuotteen kysyntä vaihtelee Toimitetaan myös mullan valmistuksen raakaaineeksi ja infrakohteisiin Toimitusalueena Uusimaa Hinta määritelty alueittain 4.11.2016 22
2015 tuotantolukuja Käsitellyt jätteet Määrä, t Viikinmäen liete 59 965 Suomenojan liete 19 742 Hevostallien kuivikelanta 4 063 Muut 121 YHTEENSÄ 83 891 Myynti 2015 Määrä, m³ Kompostimulta 87 679 - Nurmikkomulta 66 968 - Puutarhamulta 20 711 Maanparannuskomposti 34 291 YHTEENSÄ 121 970 4.11.2016 23
Markkinointi - tuotevalikoima - laadunvalvonta - mainostaminen - kuljetukset - reklamaatiot - neuvonta - hinnoittelu
Määrä (m3/a) Mullan ja maanparannuskompostin myyntimäärät 300000 250000 200000 150000 100000 50000 0 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 kompostimulta maanparannuskomposti 4.11.2016 25
Laadunvalvonta Tuotantoketjua valvotaan koko kompostiprosessin ajan Lietteen laadun valvonta osana puhdistamojen jatkuvaa omavalvontaa Tuotannon ja lopputuotteiden laadun omavalvonta Vuosiraportointi EVIRA:lle EVIRA valvoo tuotteiden laatua pistokokein 4.11.2016 26
Raskasmetallipitoisuudet Maanviljelyksessä käytettävän lietteen ja lieteseoksen suurimmat sallitut raskasmetallipitoisuudet verrattuna Metsäpirtin Nurmikkomullan pitoisuuksiin Raja-arvot* mg/kg kuiva-ainetta Analyysitulosten keskiarvo ajalta 1.1.-31.7.2010 Nurmikkomullan pitoisuuden %- osuus raja-arvosta Arseeni 25 4 16,0% Kadmium 1,5 0,2 13,3% Kromi 300 22 7,3% Kupari 600 79 13,1% Elohopea 1 0,1 10,0% Nikkeli 100 9 9,0% Lyijy 100 9 9,0% * Maa- ja metsätalousministeriön asetus lannoitevalmisteista DNro 656/01/2007 4.11.2016 27
mg/kg TS mg/kg TS Lietteen raskasmetallipitoisuudet HSY 20 Helsingin seudun lietteen raskasmetallit vuosina 1975-2011, elohopea ja kadmium 18 16 14 12 10 Elohopea Kadmium 8 6 4 2 0 Helsingin seudun lietteen raskasmetallit vuosina 1975-2011, kromi ja nikkeli 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Kromi Nikkeli 4.11.2016 28
Pysyvät orgaaniset haitta-aineet lietteissä Joissakin maissa lietteen sisältämille orgaanisille haittaaineille on asetettu raja-arvoja (Saksa, Tanska) Norjassa ja Ruotsissa ei ole raja-arvoja, mutta vesihuoltolaitokset seuraavat haitta-aineiden pitoisuuksia ja maatalouskäytöstä on laadittu riskinarviot Suomessa tuloksia on saatu tutkimushankkeiden yhteydessä - Analysointi on kallista ja liete haasteellinen analysoitava - Haitta-aineita jätevesistä seurataan suurilla puhdistamoilla esimerkiksi Viikinmäessä 4.11.2016 29
Biomassojen innovatiiviset hyödyntämismenetelmät Projektissa etsitään uusia tapoja hyödyntää puhdistamolietettä ja Ämmässuon muita biomassoja. Tavoitteena on kierrättää ravinteet ilman haitta-aineita. Myös käsittelyprosessien päästöt ja sivuvirrat huomioidaan. Usean karsintavaiheen jälkeen kokeelliseen vaiheeseen valikoitui seuraavat teknologiat: Kaksi erilaista kuivaus- ja rakeistusprosessia lannoitteiden valmistukseen Märkähiilto (HTC) Kuivapyrolyysi Projekti toteutetaan yhteistyössä yritysten kanssa. Molemmat saavat tietoa prosessien toimivuudesta ja lopputuotteiden laadusta Innovatiivinen julkinen hankinta: projektissa tuotettua tietoa hyödynnetään mahdollisen tulevan laitehankinnan tai urakan vaatimusmäärittelyssä
Ravinteiden talteenotto RAVITA : Ei vaadi biologista fosforin poistoa, lietteen polttoa tai mädätystä Soveltuu erityyppisille ja -kokoisille puhdistamoille Kokoneutraali Maksimoi fosforin talteenoton Ravinteet eivät ole integroituneena lietteeseen Mahdollistaa menetelmän osaprosessien hyödyntämisen Mahdollistaa saostuskemikaalin kierrätyksen 31
Johtopäätökset lietetuotteiden sisältämän fosforin käyttökelpoisuudesta - Jätevesilietefosforin välitön käyttökelpoisuus pieni (< 15 %) -Kompostointi ei paranna lietefosforin käyttökelpoisuutta -Kalkkistabilointi nostaa lietefosforin käyttökelpoisuutta - Pyrolysointi ja HTC heikentävät lietefosforin välitöntä käyttökelpoisuutta - DGT-menetelmä ennustaa vaikealiukoisille (lietteet) fosforilähteille parempaa käyttökelpoisuutta kuin yhden kasvukauden kasvatuskoe tuloksen varmistaminen vaatii pidempikestoisen kasvatuskokeen -Pidempikestoisella kasvatuskokeella (raiheinä, 6 satoa) biohiilen todettu olevan väkilannoitefosforin veroista (Wang ym. 2012. Plant and Soil 357: 173-187) Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus 4.11.2016 32
Lietetuotteiden peltokäytön rajoitteita VYR
Ympäristötekoja toimivan arjen puolesta Kiitos! Helsingin seudun ympäristöpalvelut 4.11.2016 34