Typenpoiston parantaminen jätevedenpuhdistamoilla – 40 000 €

Typenpoiston parantaminen jätevedenpuhdistamoilla

Turkulainen Envieno Ky (www.envieno.com) on vuonna 2012 perustettu veden laadun ja lainsäädännön kansainvälinen asiantuntija. Erityisosaamisemme on ympäristölle haitallisten ja vaarallisten aineiden poistaminen vedenkäsittelyssä sekä aineiden ympäristöesiintymiseen liittyvä riskienhallinta. Missiomme on parantaa jätevedenpuhdistuksen tasoa ja näin vähentää puhdistamoilta tulevaa ympäristökuormitusta.

2. Ongelman kuvaus

Typpi aiheuttaa Itämeressä monenlaista haittaa. Ammoniumtyppi on eliöstölle myrkyllistä ja kuluttaa happea. Nitraattityppi taas rehevöittää merta. Jätevedenpuhdistamot ovat yksi Itämerta typellä kuormittavista lähteistä. Vaikka puhdistamoilla sovelletaan moderneja jäteveden käsittelymenetelmiä, päätyi vuonna 2008 suomalaisilta puhdistamoilta Itämereen typpeä 3800 tonnia vuosittain. Keskimäärin puhdistamomme poistavat jätevedestä 56 % niille tulevasta typpikuormasta. Kaikista Itämeren maista vuosikuormitus oli 26000 tonnia. Parantamisen varaa typen poiston suhteen siis olisi! Suurin osa jäteveden typestä on peräisin ihmisten syömästä proteiinipitoisesta ravinnosta ja elimistölle ylimääräisen typen erittymisestä virtsaan. Monilla puhdistamoilla on havaittu typpikuorman kasvavan keskimäärin 3 % vuosivauhtia juuri proteiinipitoisen ravinnon lisääntyneen kulutuksen vuoksi. Koska typen pääasiallinen lähde on asumajätevesi, sen päätymistä puhdistamoille on vaikea rajoittaa tai lopettaa. On siis entisestään tehostettava typenpoistoa puhdistamoilla.

Typen poiston yksi olennainen vaihe puhdistamoilla vaatii ilman puhaltamista biologiseen puhdistusvaiheeseen. Tätä vaihetta kutsutaan ilmastukseksi. Jätevedenpuhdistamon energiankulutuksesta yli puolet kuluu ilmastuksessa. Typen poiston tehostamisessa tulee siis pyrkiä ratkaisuun, joka ei lisää ilmastuksen tarvetta tai parhaassa tapauksessa vähentää sitä. Jälkimmäinen ratkaisu säästäisi paitsi selvää rahaa myös mahdollistaisi entistä ympäristöystävällisemmän jätevedenpuhdistuksen.

3. Mihin projekti tähtää? / Miltä ratkaisunne näyttää?

Projektin tarkoituksena on ottaa jätevedenpuhdistamoilla käyttöön tekniikkaa, jolla lisätään typenpoistoa energiankulutuksen jopa pienentyessä. Envieno Ky on kehittänyt tekniikan yhdessä Turun seudun puhdistamo Oy:n kanssa. Ratkaisu perustuu ammoniumtypen reaaliaikaiseen mittaamiseen ilmastuksessa. Mittaustuloksen perusteella ohjataan ilmastukseen puhallettavan ilman määrää täysin automaattisesti.

Typenpoisto tapahtuu puhdistamoilla samaan tapaan kuin ennenkin, mutta kehittämämme ratkaisun avulla optimoimme jäteveden happitoisuuden niin, että puhdistustulos paranee. Hapen pitoisuuden kontrollointi on yksi tärkeimmistä asioista jätevedenpuhdistamolla. Puhdistamoilla typpeä poistetaan biologisesti ylläpitämällä oikeanlaisia bakteerikantoja. Ammoniumtyppeä hapettavat bakteerit kasvavat vain, jos jätevedessä on riittävästi happea. Happea liuotetaan jäteveteen ilmastamalla, eli puhaltamalla siihen suuria määriä ilmaa. Nitraattityppeä typpikaasuksi muuttavat bakteerit sitä vastoin kasvavat parhaiten olosuhteissa, joissa jätevedessä ei ole liuenneena yhtään happea.

Puhdistamoiden työtä vaikeuttaa se, ettei typen kuorma jätevedenpuhdistamolle ole vakio. Ihmisten vuorokausirytmin vuoksi jäteveden typpipitoisuus vaihtelee suuresti eri kellonaikoina. Nykyisin käytössä oleva biologisen prosessin ilmastustapa ei reagoi pitoisuuksien vaihteluihin. Kun typpipitoisuus on matala, puhalletaan prosessiin liikaa ilmaa. Kun taas typpipitoisuus on korkea, puhallettu ilmamäärä ei välttämättä riitä tehokkaaseen typenpoistoon. Happitoisuus on harvoin prosessin parhaan toiminnan kannalta optimaalinen. Kehittämämme tekniikan avulla prosessin happitoisuus on aina optimissaan. Tekniikan käyttöönotto ei myöskään vaadi puhdistamoilta suuria investointeja. Investoinnin takaisinmaksuaika on jopa alle vuoden.

4. Miten projekti myötävaikuttaa Itämeren tilan parantamiseen?