Liite 1: Mitoitusperusteet Tampereen Vesi Pirkanmaan keskuspuhdistamon yleissuunnitelma sijoituspaikkana Sulkavuori Mitoitusperusteet
Sisältö Liite 1 - Mitoitusperusteet 1 1 JOHDANTO 2 2 LÄHTÖTIEDOT 2 3 MITOITUSVIRTAAMA JA KUORMITUS 2 3.1 Kuhmalahti 2 3.2 Lempäälä ja Vesilahti 3 3.3 Kangasala, Pirkkala, Tampere ja Ylöjärvi 4 4 SAKO- JA UMPIKAIVOLIETTEET 6 5 KESKUSPUHDISTAMON JÄTEVESIEN KÄSITTELYN MITOITUS 7 5.1 Mitoituskuormitus 7 5.2 Laajennusvaraus 7 5.3 Puhdistusvaatimukset 8 5.4 Kokonaistypenpoiston mitoituslämpötila 8 6 LIETTEENKÄSITTELYN MITOITUSKUORMITUS 8
2 1 JOHDANTO Pirkanmaan keskuspuhdistamossa Sulkavuoressa tullaan käsittelemään seitsemän kunnan alueella muodostuvia yhdyskuntajätevesiä sekä sellaisia teollisuusjätevesiä, jotka nykyäänkin johdetaan käsiteltäväksi yhdyskuntajätevedenpuhdistamoille. Hankkeeseen osallistuvat kunnat ovat Tampere, Pirkkala, Lempäälä, Kangasala, Kuhmalahti, Vesilahti ja Ylöjärvi. Tässä kuormitusliitteessä esitetään puhdistamon vesija lieteprosessien mitoituksessa käytettävät virtaama. ja kuormitustiedot. 2 LÄHTÖTIEDOT Lähtötietoina on käytetty Pirkanmaan keskuspuhdistamon vuonna 2009 valmistuneen laajempaa kokonaisuutta käsittelevän hankkeen yhteydessä koottuja lähtötietoja (67080292, 1.10.2008, Pöyry Environment Oy, Pirkanmaan keskuspuhdistamon esisuunnitelma, Liite 1: Mitoitusperusteet). Nykyisten virtaama- ja kuormitustietojen sekä liittyjämääräennusteiden perusteella laadittiin kuormitusennusteet Pirkanmaan keskuspuhdistamon vesiprosessin mitoitusta varten. Käytetyt lähtötiedot perustuvat alueella nykyisin toimivien jätevedenpuhdistamoiden kuormitustarkkailuun sekä hankkeeseen osallistuvien kuntien liittyjämääräennusteisiin vuosille 2020, 2030 ja 2040. Teollisuuskuormituksen osalta kuormitusennuste on päivitetty Saarioisten Sahalahden tehtaan jätevesikuormitukseen. Puhdistamolle johdettavien jätevesien lisäksi puhdistamon lietteenkäsittelyyn varaudutaan ottamaan linkokuivattua puhdistamolietettä Akaan, Hämeenkyrön, Oriveden, Nokian ja Ylöjärven Kurun puhdistamoilta. Sako- ja umpikaivolietteitä varaudutaan vastaanottamaan puhdistamon omalta viemäröintialueelta. 3 MITOITUSVIRTAAMA JA KUORMITUS 3.1 Kuhmalahti Kuhmalahdelta johdetaan Kuhmalahden kunnan yhdyskunta jätevedet Pirkanmaan keskuspuhdistamoon. Jätevesien virtaama- ja kuormitusennusteet on esitetty taulukossa 3.1.
Taulukko 3.1 Kuhmalahden jätevedenpuhdistamolta Pirkanmaan keskuspuhdistamoon johdettavien jätevesien virtaama- ja kuormitusennusteet Liittyjämäärä as. 300 400 460 480 Kasvuennuste % 33 % 53 % 60 % Virtaama, Q ka m 3 /d 50 67 77 80 Virtaama, Q max m 3 /d 117 117 117 117 Virtaama, q ka m 3 /h 2 3 3 3 Virtaama, q max m 3 /h 6 6 6 6 Q max /Q ka 2,3 1,8 1,5 1,5 Ominaisvirtaama l/as. 167 167 167 167 3 Liittyjämäärä as. 300 400 460 480 AVL-luku* 200 300 300 300 BOD 7 - kesk. kg/d 14 18 21 22 g/as/d 46 46 46 46 mg/l 276 276 276 276 P kok - kesk. kg/d 0,6 0,8 1,0 1,0 g/as/d 2,1 2,1 2,1 2,1 mg/l 12 12 12 12 N kok - kesk. kg/d 3 4 4 5 g/as/d 10 10 10 10 mg/l 58 58 58 58 SS - kesk.** kg/d 11 15 17 18 g/as/d 37 37 37 37 mg/l 220 220 220 220 **) mitatun tiedon puuttuessa käytetty oletusta yhdyskuntajäteveden tyypillisestä kiintoainepitoisuudesta 220 mg SS/l 3.2 Lempäälä ja Vesilahti Lempäälän jätevedenpuhdistamolla käsitellään Lempäälän ja Vesilahden jätevedet. Lempäälästä Pirkanmaan keskuspuhdistamoon johdettavien jätevesien virtaama- ja kuormitusennusteet on esitetty taulukossa 3.2. Liittyjämääräennusteiden puuttuessa esitetty ennuste vuoteen 2020 perustuu Pirkanmaan alueellisen vesihuollon kehittämissuunnitelmassa esitettyihin jätevesimääräennusteisiin Lempäälästä ja Vesilahdelta.
4 Taulukko 3.2 Lempäälän jätevedenpuhdistamolta Pirkanmaan keskuspuhdistamoon johdettavien jätevesien virtaama- ja kuormitusennusteet Liittyjämäärä as. 15 800 19 300 22 300 25 300 Kasvuennuste % 22 % 41 % 60 % Virtaama, Q ka m 3 /d 3 420 4 178 4 827 5 476 Virtaama, Q max m 3 /d 16 837 16 837 16 837 16 837 Virtaama, q ka m 3 /h 143 174 201 228 Virtaama, q max m 3 /h 877 877 877 877 Q max /Q ka 4,9 4,0 3,5 3,1 Ominaisvirtaama l/as. 216 216 216 216 Liittyjämäärä as. 15 800 19 300 22 300 25 300 AVL-luku* 10 900 13 300 15 400 17 500 BOD 7 - kesk. kg/d 764 933 1 078 1 223 g/as/d 48 48 48 48 mg/l 223 223 223 223 P kok - kesk. kg/d 33,4 40,8 47,1 53,5 g/as/d 2,1 2,1 2,1 2,1 mg/l 10 10 10 10 N kok - kesk. kg/d 188 230 265 301 g/as/d 12 12 12 12 mg/l 55 55 55 55 SS - kesk. kg/d 1320 1 612 1 863 2 114 g/as/d 84 84 84 84 mg/l 386 386 386 386 3.3 Kangasala, Pirkkala, Tampere ja Ylöjärvi Tampereen Raholan, Viinikanlahden, Kämmenniemen ja Polson puhdistamoiden viemäröintialue käsittää nykyisin Tampereen lisäksi Kangasalan, Pirkkalan ja Ylöjärven. Vuodesta 2010 lähtien myös Kangasalan Sahalahden jätevedenpuhdistamon jätevedet tullaan johtamaan Viinikanlahden viemäriverkoston kautta Viinikanlahteen. Pirkanmaan keskuspuhdistamoon johdettavien jätevesien virtaama- ja kuormitusennusteet on esitetty taulukossa 3.3. Jätevesien virtaamaennusteet perustuvat Tampereen Veden tekemiin virtaamaennusteisiin. Yhdyskuntajätevesien ainekuormituksen arvioimiseksi Viinikanlahden puhdistamon nykyisestä kuormituksesta on vähennetty M-real Oyj:n Takon tehtaiden BOD- ja kiintoainekuormitus, joka esitetään erikseen taulukossa 3.4.
5 Taulukko 3.3 Tampereen Raholan, Viinikanlahden, Kämmenniemen ja Polson puhdistamoiden viemäröintialueelta Pirkanmaan keskuspuhdistamoon johdettavien jätevesien kuormitusennusteet ilman teollisuusjätevesiä Liittyjämäärä as. 272 492 317 945 330 488 334 320 Kasvuennuste % 17 % 21 % 23 % Virtaama, Q ka * m 3 /d 72 322 82 678 84 470 83 993 Teollisuusjätevesien Q ka m 3 /d 5 060 4 930 4 930 4 930 Teollisuusjätevesien osuus % 7 % Virtaama, Q max m 3 /d 194 923 195 760 195 760 195 760 Virtaama, q ka m 3 /h 3 013 3 445 3 520 3 500 Virtaama, q max m 3 /h 9746 9788 9788 9788 Q max /Q ka 2,7 2,4 2,3 2,3 Ominaisvirtaama l/as. 265 260 256 251 *) Virtaama ilman teollisuusjätevesiä Nykytilanne 2020 2030 2040 Suure Laatu Viinikanlahti Rahola Kämmenniemi Polso Yhteensä Yhteensä Yhteensä Yhteensä Liittyjämäärä as. 272 492 317 945 330 488 334 320 AVL-luku* 176 700 56 700 500 200 234 100 273 900 284 700 288 000 BOD 7 - kesk. kg/d 12 370 3 970 32 12 16 384 19 176 19 931 20 161 g/as/d 60 60 60 60 mg/l 195 263 210 146 227 232 236 240 P kok - kesk. kg/d 455 141 1 0,5 598 699 727 735 g/as/d 2,2 2,2 2,2 2,2 mg/l 7,2 9,4 8,3 6,1 8,3 8,5 8,6 8,8 N kok - kesk. kg/d 2 770 796 8 3 3 577 4 189 4 353 4 404 g/as/d 13 13 13 13 mg/l 44 53 54 37 49 51 52 52 SS - kesk. kg/d 16 005 4 732 50 25 20 812 24 356 25 314 25 607 g/as/d 76 77 77 77 mg/l 252 314 332 300 288 295 300 305 Tampereen ja Kangasalan alueen merkittävimpiä mahdollisia teollisuuskuormittajia Pirkanmaan keskuspuhdistamossa ovat M-real Oyj:n Takon tehdas sekä Saarioinen Oy:n elintarviketehdas Kangasalalla. Teollisuuskuormittajat eivät ole ilmoittaneet erillisiä kuormitusvarauksiaan. Taulukkoon 2.7 on koottu em. teollisuuskuormittajien nykyinen kuormitus. Mm. Saariosisten Sahalahden kuormitus viemäriverkostoon on pienentynyt edellisestä yleissuunnitelmavaiheesta, koska vesille on toteutettu esikäsittely enne viemäröintiä.
6 Taulukko 3.4 Tampereen ja Kangasalan alueelta Pirkanmaan keskuspuhdistamoon johdettava teollisuuskuormitus Suure Laatu Nykytilanne Tako Saarioinen Virtaama, Q ka m 3 /d 4 000 1400 Virtaama, Q max m 3 /d 8 000 2100 Virtaama, q ka m 3 /h 167 58 Virtaama, q max m 3 /h 500 130 Q m ax /Q ka 2,0 1,5 Suure Laatu Nykytilanne Tako Saarioinen AVL-luku* 8 000 6 600 BOD 7 - kesk. kg/d 560 462 mg/l 140 330 P ko k - kesk. kg/d - 17 mg/l - 12,0 N kok - kesk. kg/d 10 98 mg/l 2-3 70 SS - kesk. kg/d 7 500 504 mg/l 1 875 360 4 SAKO- JA UMPIKAIVOLIETTEET Taulukoon 4.1 koottu Pirkanmaan keskuspuhdistamoon jätevetensä toimittavien kuntien alueelta nykyiset (lähinnä vuosien 2002 2006 keskiarvot, tampereen osalta vuoden 2009 tiedot) sako- ja umpikaivolietteiden vastaanottomäärät. Sahalahden jätevedenpuhdistamoa lukuun ottamatta lietteiden kuormitus on sisällytetty puhdistamon tulokuormitukseen. Arkivuorokausille laskettuna sako- ja umpikaivolietteiden vastaanottomäärä on noin 200 m 3 /d. Yhden kuorman suuruus on noin 10 m 3 /d ja käytännössä kuljetukset ajoittuvat arkivuorokausille. Taulukko 4.1 Pirkanmaan keskuspuhdistamoon jätevetensä toimittavien kuntien alueelta vastaanotetut sako- ja umpikaivolietteiden määrät Kunta Puhdistamo Sako- ja umpikaivolietteiden määrä m 3 /a Lietteiden kuormitus sisältyy ilmoitettuun jätevesikuormitukseen Tampere Raholan jvp. ei Viinikanlahden jvp. 20 300 kyllä Kämmenniemen jvp. ei vastaanottoa Polson jvp. ei vastaanottoa Lempäälä Lempäälän jvp. 15 000 kyllä Kangasala Sahalahden jvp. 2 250 ei Kuhmalahti Kuhmalahden jvp. ei vastaanottoa Yhteensä 37 550
5 KESKUSPUHDISTAMON JÄTEVESIEN KÄSITTELYN MITOITUS 7 5.1 Mitoituskuormitus Pirkanmaan keskuspuhdistamon mitoitusvuotena käytetään vuotta 2040. Jätevesien käsittelyn mitoitusta varten on laadittu puhdistamon vesiprosessin virtaama- ja kuormitusennusteet. Kuormitusennusteet laadittiin siten, että virtaama- ja kuormitusennusteisiin sisältyvät merkittävimpien teollisuuskuormittajien nykyisin puhdistamoille toimittama jätevesimäärä ja kuormitus. Taulukossa 5.1 on esitetty Pirkanmaan keskuspuhdistamon viemäröintialueen virtaama ja kuormitusennusteet vuosille 2020, 2030 ja 2040. Taulukko 5.1 Pirkanmaan keskuspuhdistamon virtaamaennusteet ja keskimääräinen ainekuormitus vuosina 2020, 2030 ja 2040. Liittyjämäärä as. 288 600 337 600 353 200 360 100 Kasvuennuste % 17 % 22 % 25 % Virtaama, Q ka m 3 /d 75 800 92 300 94 800 95 000 Virtaama, Q max m 3 /d 211 760 222 700 222 700 222 700 Virtaama, q ka m 3 /h 3 273 3 961 4 063 4 070 Virtaama, qmax m 3 /h 10 625 11 299 11 299 11 300 Q max /Q ka 2,8 2,4 2,3 2,3 Ominaisvirtaama l/as. 263 273 268 264 Liittyjämäärä as. 288 600 337 600 353 200 360 100 AVL-luku* g/as/d 245 000 302 000 315 000 320 000 BOD 7 - kesk. kg/d 17 160 21 150 22 050 22 430 g/as/d 59 63 62 62 mg/l 226 229 233 236 P kok - kesk. kg/d 632 758 792 806 g/as/d 2,6 2,5 2,5 2,5 mg/l 8,3 8,2 8,3 8,5 N kok - kesk. kg/d 3 635 4 350 4 510 4 560 g/as/d 14,8 14,4 14,3 14,3 mg/l 48 47 48 48 SS - kesk. kg/d 22 143 33 990 35 200 35 740 g/as/d 90 113 112 112 mg/l 292 368 371 376 5.2 Laajennusvaraus Puhdistamon kallioresurssien riittävyyden todentamiseksi puhdistamon laajennusvarauksena tarkastellaan tilannetta, jossa puhdistamoa olisi laajennettavissa noin 50 % sen vuotta 2040 mitoitustilanteesta.
5.3 Puhdistusvaatimukset Liite 1 - Mitoitusperusteet 8 Pirkanmaan keskuspuhdistamossa käsiteltävien jätevesien puhdistusvaatimuksena käytetään taulukossa 5.3 esitettyjä enimmäispitoisuuksia ja puhdistusvaatimuksia, typenpoistotehon osalta vuosikeskiarvona ja muiden suureiden osalta neljännesvuosikeskiarvona. Puhdistamoiden lupaehtojen kehitystä ei kyetä tarkasti ennakoimaan, mutta yleissuunnitelmavaiheessa esitetyt puhdistusvaatimukset vastaavat nykyisin suurille yli 10 000 avl:n jätevedenpuhdistamoille esitettyjä puhdistusvaatimuksia. Lisäksi suunnittelussa varaudutaan puhdistetun jäteveden desinfiointiin. Taulukko 5.2 Pirkanmaan keskuspuhdistamon puhdistusvaatimukset Suure Pitoisuus enintään mg/l Poistoteho vähintään % BOD 7atu 8 96 P tot 0,3 96 N tot - 70 NH 4 + -N 4-5.4 Kokonaistypenpoiston mitoituslämpötila Nitrifikaatioon perustuva typenpoistoprosessi on erittäin lämpötilariippuvainen biologinen prosessi, jossa minimilämpötilalla on merkittävä vaikutus laitoksen biologisen vaiheen kokoon. Mitoituslämpötilana käytetään aikaisemmassa yleissuunnitteluvaiheessa tarkasteltua lämpötilaa + 8 C. 6 LIETTEENKÄSITTELYN MITOITUSKUORMITUS Keskuspuhdistamon lietteenkäsittely on tässä vaiheessa mitoitettu siten, että puhdistamolla syntyvä lietemäärä on arvioitu aktiivilieteprosessissa (fosforin poisto rinnakkaissaostuksella) ja jälkisuodatuksessa syntyvän lietteen määränä. Esiselkeytyksen kiintoainereduktiona on käytetty 60 % poistumaa. Lietteenkäsittelyn mitoitus on esitetty taulukossa 6.1. Arvioon sisältyy varaus mahdollisesti muualta tuotavan (Akaa, Hämeenkyrö, Orivesi, Nokia ja Ylöjärven Kurun puhdistamo) puhdistamolietteen määrästä. Taulukko 6.1 Pirkanmaan keskuspuhdistamon keskimääräinen lietteenkäsittelyn kuormitus kg TS/d Lietejae 2020 2030 2040 Kiintoaine esiselkeytyksestä 20 394 21 120 21 444 Kemikaalisakka esiselkeytyksestä 4 973 5 196 5 293 Bioliete (ylijäämälietteen poisto) 10 210 10 645 10 828 Liete tertiäärikäsittelystä 1 643 1 687 1 691 Yhteensä kg TS/d 37 000 39 000 39 000 Varaus muilta puhdistamoilta tuleville lietteille ka.-% 20 % 11 000 Yhteensä kg TS/d 50 000