Biosuodinratkaisut valumavesien käsittelyssä. Ravinneresurssi-päivä Mustialassa Jarkko Nummela / HAMK

Samankaltaiset tiedostot
MÄDÄTYSJÄÄNNÖKSEN LABORATORIOTASON VALUMAVESIKOKEET

Ei ole olemassa jätteitä, on vain helposti ja hieman hankalammin uudelleen käytettäviä materiaaleja

VEDENLAADUN SEURANTA JA RAVINNEVALUMIEN EHKÄISY

Rantamo-Seittelin kosteikon vedenlaadun seuranta

Biohiilen mahdollisuudet peltovesien käsittelyssä

Ravinnehuuhtoumien mittaaminen. Kirsti Lahti ja Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry

Pajupuhdistamo matalaravinteisten vesien käsittelyssä. Vihreä infrastruktuuri

Keskitetty käsittely biosuodattimessa

Suot puhdistavat vesiä. Kaisa Heikkinen, FT, erikoistutkija Suomen ympäristökeskus

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2014

Luoteis-Tammelan vesistöjen vedenlaatuselvitys v. 2011

Alajärven ja Takajärven vedenlaatu

Hevosen lannan ravinteet talteen ja kiertoon ympäristön hyvinvoinnin vuoksi HorseManure

Vedenlaadun seuranta työkaluna ravinnevalumien ehkäisemisessä

MÄDÄTYSJÄÄNNÖKSEN KASAVARASTOINNIN AIKAISET RAVINNEVALUMAT

Kipsi vähentää peltomaan

Miten maatalouden vesiensuojelutoimien tehoa voidaan mitata? Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry

ISO HEILAMMEN VEDEN LAATU Kesän 2015 tutkimus ja vertailu aikaisempiin vuosiin

Nollakuidulla typen huuhtoutumisen kimppuun

ISO-KAIRIN VEDEN LAATU Kesän 2015 tutkimus ja vertailu vuosiin 1978, 1980 ja 1992

KARJALOHJAN LÄNTISTEN JÄRVIEN RAVINNE- JA HAPPIPITOISUUDET ELOKUUSSA 2014

Kasvissivutuotteen hyödyntäminen maanparannusaineena. Marja Lehto, Tapio Salo

Resurssikontilla ravinteita ja vettä uudelleen käyttöön

Vantaanjoen valuma-alueelta peräisin olevan liuenneen orgaanisen aineksen määrä, laatu ja hajoaminen Itämeressä

Kaihlalammen kosteikon vedenlaadun seuranta. TASO-hanke

KERTARAPORTTI

Vesiensuojelukosteikot

Liite 1. Saimaa. Immalanjärvi. Vuoksi. Mellonlahti. Joutseno. Venäjä

Varsinais-Suomen vesien tila: mitä vesistä mitataan ja mitä tulokset kertovat? Raisio Janne Suomela

Typenpoiston tehostaminen vesistön mikrobeilla

ERIKOISTAPAUKSET VEDEN KÄSITTELYYN SIVUTUOTTEISTA TEHDYILLÄ RAKEILLA,

Ekosysteemiekologia tutkii aineen ja energian liikettä ekosysteemeissä. Häiriö näissä liikkeissä (jotakin on jossakin liikaa tai liian vähän)

Lasse Häkkinen KOSTEIKKOJEN VAIKUTUS MAATALOUDEN RAVINNEPÄÄSTÖIHIN

Gallträsk-järven kunnostus imuruoppaamalla Projektiesittely Kaupunginvaltuusto Kaupunginvaltuusto Stadsfullmäktige

Heinijärven vedenlaatuselvitys 2016

HUMUSVESIEN PUHDISTUSTEKNOLOGIA

Suodatinratkaisuilla puhdistustehoa metsätalouden vesiensuojeluun, Tutkimusseminaari Kalle Karosto

Rengasrouhe biosuodattimen kantoaineena. Tiivistelmä / Abstract. 1. Johdanto

Valumavettä puhdistavat kosteikot ja pintavalutuskentät vesien hoidossa Suomen pintavesien ekologinen tila

Lentoaseman maanalainen kosteikko

Vedenlaadun alueellinen vaihtelu Sääksjärvellä tehtyjen mittausten perustella Antti Lindfors, Joose Mykkänen & Ari Laukkanen

Viherrakentamisen ympäristövaikutukset Envirogreen-hanke Tapio Salo MTT, Ari Kangas, (SYKE)/AVI

Tietoa eri puhdistamotyyppien toiminnasta

Metsätalouden kosteikot -seurantatietoja Kyyjärven ja Kaihlalammen kosteikoista

LITTOISTENJÄRVEN POHJOISPUOLISELTA JÄRVELÄN KOSTEIKOLTA LÄH- TEVÄN VEDEN SEKÄ LITTOISTENJÄRVEEN LASKEVIEN KAHDEN OJAN VE- DENLAATUTUTKIMUS 11.6.

Säynäislammin vedenlaatututkimus 2016

Tammelan Jäni- ja Heinijärven vedenlaatuselvitys v. 2017

Biohiili ja ravinteet

Paskolammin vedenlaatututkimus 2016

Turvetuotannon vesiensuojelurakenteet ja niiden teho Anssi Karppinen, Suomen ympäristökeskus

Veikö syksyn sateet ravinteet mennessään?

Humuksen vaikutukset järvien hiilenkiertoon ja ravintoverkostoihin. Paula Kankaala FT, dos. Itä Suomen yliopisto Biologian laitos

Pienpuhdistamoiden valvontatarkkailu Nurmijärvellä

Liika vesi pois pellolta - huuhtotuvatko ravinteet samalla pois?

Outamonjärven veden laatu Helmikuu 2016

Rinnakkaissaostuksesta biologiseen fosforinpoistoon

Turvemaiden viljelyn vesistövaikutuksista - huuhtoutumis- ja lysimetrikentiltä saatuja tuloksia

Kärjenlammin vedenlaatututkimus 2016

1. Näytteenotto ja aineistojen käsittely

Tiina Tulonen Lammin biologinen asema Helsingin yliopisto

Kunnostusojituksen aiheuttama humuskuormitus Marjo Palviainen

Vesiensuojelutoimenpiteiden vaikutusten mittaaminen vesistössä. Pasi Valkama Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry

Sammatin Lihavajärven veden laatu Heinäkuu 2017

Eri maankäyttömuotojen vaikutuksesta liukoisen orgaanisen aineksen määrään ja laatuun tapaustutkimus

Katsaus Inarijärven kuormitukseen ja vesistövaikutuksiin

KERTARAPORTTI

Maatalousmaasta huuhtoutuva liukoinen orgaaninen hiili

Kiintoainemenetelmien käyttö turvemaiden alapuolella. Hannu Marttila

Siipikarjanlannasta biokaasua

Annex Ac2 29 Environmental risks assessment report of risk in establishment and maintenance phases

KERTARAPORTTI

Luonnonmukaiset biosuodatusratkaisut hulevesien ravinne-, raskasmetalli- ja mikromuovikuormituksen hallinnassa

peltovaltaiselta ja luonnontilaiselta valuma

Näytteenottokerran tulokset

Kuva Kuerjoen (FS40, Kuerjoki1) ja Kivivuopionojan (FS42, FS41) tarkkailupisteet.

Kaitalammin vedenlaatututkimus 2016

Jätevesiohitusten vaikutukset jokivesien laatuun Kirsti Lahti Vantaanjoen ja Helsingin seudun vesiensuojeluyhdistys ry. Kirsti Lahti, VHVSY 1.2.

PUUJÄRVEN VEDEN LAATU Vuoden 2013 loppukesän tulokset ja vertailu vuoteen 2012

Sammatin Enäjärven veden laatu Helmikuu 2016

Soiden käyttö hajakuormituksen hallinnassa

Kasvipeitteisyys käytännön toteuttamisvaihtoehdot. Netta Junnola ProAgria Etelä-Suomi ry

ISO RUOKJÄRVEN VEDEN LAATU Vuoden 2013 tutkimukset ja vertailu vuosiin 2009, 2011 ja 2012

Metsäteollisuuden sivutuotteita nonfood-tuotannon maanparannukseen

4/2005. Helsingin ja Espoon merialueen tila vuonna Jätevesien vaikutusten velvoitetarkkailu

KUIVAKÄYMÄLÄT KÄYTTÖÖN

ISO RUOKJÄRVEN VEDEN LAATU Vuoden 2016 mittaukset ja vertailu vuosiin

Wiitaseudun Energia Oy jätevedenpuhdistamon ylimääräiset vesistövesinäytteet

Komposti ja komposti!

Kosteikot virtaaman ja ravinteiden hallinnassa

Nummelan hulevesikosteikon puhdistusteho

Muokkausmenetelmien vaikutus eroosioon ja fosforikuormitukseen

asuinrakennuksen pinta-ala on alle 150 m2 käyttäjiä normaalisti 5 hlöä tai vähemmän kiinteistöllä

Suomen vesistöjen tummuminen. Antti Räike Suomen ympäristökeskus Merikeskus

Valkialammen (Saukkola) veden laatu Elokuu 2016

Lumetuksen ympäristövaikutukset

NatWat-prosessi. Luonnollinen veden puhdistaminen: raudan, mangaanin ja hapankaasujen poisto. Tekninen NatWat-esite.

Kokemuksia aluskasvien käytöstä Raha-hankkeen tiloilta

Kakarin vedenlaatututkimus 2016

Kaitalammin (Hajakka) veden laatu Elokuu 2017

Satakunnan vesien tila: mitä vesistä mitataan ja mitä tulokset kertovat. Kankaanpää Heli Perttula

Transkriptio:

Biosuodinratkaisut valumavesien käsittelyssä Ravinneresurssi-päivä Mustialassa 11.4.2017 Jarkko Nummela / HAMK

Valumavesi Valumavesi on tässä yhteydessä vettä, jota maanpinta ei laatunsa, muotonsa tai päällysteensä vuoksi pysty pidättämään itseensä vaan se valuu ojiin, salaojiin ja niiden kautta vesistöihin. Valumavesien sisältämät ravinteet typpi ja fosfori ovat liukoisessa ja kiinteässä muodossa. Valumaveden sisältämät eloperäiset aineet kuluttavat happea ja sisältävät myös orgaanista typpeä ja fosforia. Liukoiset ja kiinteät ravinnekomponentit muodostavat kokonaiskomponentit (N tot, P tot, jne.). Orgaaniset ja epäorgaaniset ravinteet voivat esiintyä sekä liukoisessa ja kiinteässä muodossa. Typpi mg/l, fosfori µg/l ja hapenkulutus mg O 2 /l

Valumavesi Aurajoen alaosassa kokonaisfosforipitoisuudeksi mitattiin tiistaina 840 mikrogrammaa litrassa ja havaintojen perusteella pitoisuus on ollut tätäkin suurempi. Tämän vuoden aiempien vesinäytteiden keskipitoisuus on ollut Aurajoessa noin 160 mikrogrammaa litrassa, mikä on jo erittäin suuri pitoisuus, mutta kuitenkin alle Aurajoen pitkäaikaisen vuosikeskiarvon. Paimionjoen kokonaisfosforipitoisuus oli tiistaina 1100 mikrogrammaa litrassa. (Turun Sanomat 11.12.2015) Riuskanoja 1.11.2016: Nitraattityppi (liuk.) 0,73 mg/l, kokonaistyppi 1,26 mg/l, fosfaatti fosfori (liuk.) 33 µg/l ja kokonaisfosfori 95 µg/l.

Biosuodin perusteet Suodatintyyppinen bioreaktori. Sisältää elävän mikrobikasvuston. Yleensä kantoaineen päälle kasvaneen biofilmin. Sitoo läpivirtaavasta nesteestä ja kaasusta puhdistettavia aineita pääasiassa mikrobien käyttöön. Mikrobikasvusto tarvitsee hiiltä, ravinteita (N:P) ja hivenaineita kasvaakseen sekä kemiallista energiaa (kemialliset yhdisteet) aineenvaihduntaansa.

Biosuodin - ominaista Biosuodinmateriaali (kantoaine) voi olla orgaanista ( biomateriaalia ) tai epäorgaanista. Orgaanisesta materiaalista voidaan myös valmistaa mm. sorptio-tyyppisiä suodattimia, jotka eivät perustu biologiseen aktiivisuuteen. Myös orgaanisen ja epäorgaanisen aineiden yhdistelmät ovat mahdollisia. Esim. kalsiumkarbonaatti ja hake. Lisäksi epäorgaanisen sorptioaineen päälle voi alkaa muodostua biofilmiä. Jos suodattimen rakenne on riittävä tiivis, sitoo se kiintoainetta myös mekaanisesti.

Biosuodin - ominaista Uudesta suodinpanoksesta (varsinkin orgaanisesta materiaalista) irtoaa useasti ravinteita veteen (esim. fosforia). Kun biofilmin kasvu kiihtyy, alkaa se käyttämään orgaanisesta suodinaineesta irtoavia ravinteita. Kun biosuodin on kerännyt riittävästi biofilmiä, alkaa sitä irrota suodatettavaan veteen. Periaatteessa syntyy tasapaino, jossa suodin sitoo ravinteita yhtä paljon kuin luovuttaa. Irtoava ravinne on kuitenkin vielä orgaanisessa muodossa (ja kiinteässä). Olosuhteista ja lähtöaineista riippuen orgaaninen suodinmateriaali alkaa hajota.

Biosuodin - esimerkkejä Orgaaninen sorptio-typpinen suodin: Olkisuodin: Olki sitoo ioninvaihtoperiaatteella typpeä. HAMK:in suorittamissa kokeissa max. nitraattiadsorptio n. 0,5 mg NO 3 -N/g olkea. Sahanpuru: Oulun yliopiston väitöskirja (Anni Keränen 2017) kemikaalisesti käsitelty männyn sahanpurun nitraattiadsorptio (32,8 mg NO 3 -N/g).

Biosuodin - esimerkkejä Pajukerpputorni (Niemelä 2010) Biosuodin orgaanisesta materiaalista Pajukerpputorni P tot poistuma jopa 84% ja N tot poistuma 35% (Niemelä 2010) Hakesuodin P tot poistuma välillä 8 24 % ja N tot poistuma välillä 2 10 % (Lantto & Lindfors 2005) Nitraattitypen poistuma 22% - 74%, 0,4-3,8 g N/m3/d (Christianson 2011) Olki-hakesuodin P tot poistuma alle 40 % ja N tot poistumat välillä 43-61 % Liukoista fosforia poistui vain niukasti (Puumala ym. 2003.) Olkisuodin (HAMK) N tot sidonta suodimateriaaliin Riuskanojassa 1,89 mg N/ g olkea Christianson and Helmers, 2011 Hakesakesuodatin (Lantto & Lindfors 2005).

Yhteenveto biosuodin Biosuodin on yksinkertainen ja tapa vähentää ravinnevalumia vesistöihin Rakenne ja toteutus ovat halpoja ja yksinkertaisia toteuttaa Kuitenkin toimivuuden kannalta hyvä etukäteissuunnittelu on tärkeää Kaksi vaihtoehtoista strategiaa: 1. Optimoidaan typen talteenottoa vedestä Ei ole taloudellisesti kannattavaa nykyisillä lannoitehinnalla Typen saannot jäävät alhaisiksi Suotimen typensitomiskyky rajallinen 2. Optimoidaan typen poistoa vedestä (puhdistustehoa) Teoriassa helpompi optimoida tai tehostaa kuin talteenottoa Ammoniumtyppi nitraatti- denitrifikaatio Suodattimen sitomiskyky ei ole rajoitteena, muodostuva bakteerikanta poistaa typpeä N 2 muodossa Suodattimen materiaali (hiili) tukee bakteeritoimintaa

Yhteenveto biosuodin Puhdistustehon kannalta kriittisimmät parametrit ovat: Veden alkuperäinen ravinnepitoisuus, puhdistusteho on suurempi korkeammilla ravinnepitoisuuksilla, alhaisia ravinnemääriä ei välttämättä saada talteen tai poistettua tehokkaasti. Virtausnopeus ja retentioaika (pidätysaika) Nämä tulisi optimoida suodattimelle sopiviksi esimerkiksi tasausaltaan ja pohjapadon avulla, näin vältetään myös ohivirtauksia tai suodattimen kuivumista Bakteerien (biofilmin) käytössä olevan hiilen määrä Kansainvälisten tutkimusten mukaan ym. seikat vaikuttavat biosuotimen puhdistustehoon enemmän kuin jopa veden lämpötila, typen poistoa tapahtuu myös kylmässä vedessä mikäli muut parametrit ovat optimaalisia

Lähteet: Christianson, L. 2011. Design and performance of denitrificationbioreactors for agricultural drainage. Iowa State University. Available at: http://lib.dr.iastate.edu/etd/10326/. 9 April 2017. Christianson, L., and M. Helmers. 2011. Woodchip bioreactors for nitrate in agricultural drainage. Iowa State University Extension Publication PMR 1008. Available at: store.extension.iastate.edu/itemdet ail.aspx?productid=13691. Accessed 30 November 2011. Keränen, Anni. Water treatment by quaternized lignocellulose. 2017. Oulun yliopisto. Väitöskirja. Luettavissa: http://urn.fi/urn:isbn:978952621514 3. Lantto, J. & Lindfors, I. 2005. Joutsijärven ja Tuurujärven vesiensuojelusuunnitelma: hakesuodatuskokeet. Pori: Porin kaupungin painatuskeskus. Niemelä, H. 2010. Pajukerpputorni kaatopaikkavesien käsittelyssä. Tampereen ammattikorkeakoulu. Enviromental Engineering. Opinnäytetyö. Puumala, M., Paasonen, M. & Nykänen, A. 2003. Tarhasta tulevien valumavesien puhdistaminen suodattamalla. Ss. 94-106. Teoksessa: Uusi-Kämppä, J., Yli-Halla, M. & Grék, K. (toim.) Lypsykarjataloudesta tulevan ympäristökuormituksen vähentäminen. Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskus. Maa- ja elintarviketalous 25. Jokioinen.

Financial comparison of seven nitrate reduction strategies for midwestern aggricultural drainage Christianson 2011

Pajukerpputorni (Niemelä 2010)

Hakesakesuodatin (Lantto & Lindfors 2005).

Christianson and Helmers, 2011

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d4/biofilm_formation1.jpg