Kaupunkien jätevedet ja niiden käsittely

Suomessa jätevesien käsittelyllä on vanhat perinteet. 1960-luvulla otettiin käyttöön biologinen puhdistus ja 1970-luvulla yleistyi fosforin kemiallinen poisto. Nyt typenpoisto yleistyy?

Tilanne tänään:

• fosfori
  • hajakuormituksen osuus on suurin
  • yhdyskuntien osuus on pieni
• typpi
  • “muu kuormitus” on suurin
  • hajakuormitus on suuri
  • yhdyskunnilla on kohtalainen osuus (typenpoisto vasta tulossa)

Helsingin jätevesien vaikutus Suomenlahteen kaikesta sen kuormituksesta:

• P, BHK, org. aineet: < 0.5 %
• N n. 2 %

Viikinmäen keskuspuhdistamo on ollut käytössä syksystä 1994. Puhdistus tapahtuu siis keskitetysti.

Helsingin jätevesien puhdistuksen historiaa:

• 1932 ensimmäinen puhdistamo Helsinkiin
• kaupunki laajeni, osa jätevesistä puhdistamatta mereen, 1960-luku pahinta aikaa
• lopulta 10 puhdistamoa, 1970-luvun alussa kaikki jätevedet käsiteltiin biologisesti
• rehevöityminen jatkui edelleen
• aloitettiin fosforinpoisto
• 1979 biologinen ja kemiallinen käsittely käytössä kaikissa puhdistamoissa
• 1970-luvulla rakennetut puhdistamot olivat ylimitoitettuja (uskottiin kasvuun)
• vanhoja lakkautettiin → lopulta 3 kpl
• 1985 päätettiin rakentaa uusi puhdistamo, Viikin vanha puhdistamo oli ylikuormittunut (pohjoisten alueiden kasvu, Vantaa, Tuusula). Paikaksi Viikinmäki ja rakennelmat maan alle (ei kuluta tonttitilaa). Jätevedet poistotunneliin - keskustunneliin (täällä hetkellä romahtanut)

Yleisesti käsittely on parantunut ja lasku ohjattu lahdista ulkomerelle. Keskitetty käsittely on todettu ympäristöystävälliseksi.

Viikinmäen puhdistamossa kaikki puhdistuksen vaiheet on mahdollista tarvittaessa ohittaa. Ohittaminen oli yleistä vanhojen puhdistamojen aikaan. Nykyisin Viikinmäessä ei ohiteta. Laitos on rakennettu merenpinnan yläpuolelle, jotta meri ei tulisi puhdistamoon. Tämän takia vaaditaan tulopumppaus. Laitos käsittelee 90 - 95 milj. kuutiometriä jätevettä vuodessa.

Puhdistuksen vaiheet:

• välppäys
  • kiinteän aineen poisto, metalliset säleiköt, säleväli 10 mm
  • aines kaatopaikalle, voitaisiin myös kompostoida
• hiekanpoisto
  • kantakaupungissa on sekaviemäröinti (sadevesi jätevedessä mukana)
  • tapahtuu paineilman avulla
  • jäte komposteihin lisäaineeksi
• esi-ilmastus
  • lisätään ilmaa (ja samalla siis happea) jäteveteen
  • parantaa esiselkeytyksen toimintaa
• esiselkeytys
  • mekaaninen, n. 2 tunnin viive
  • lika-aineet laskeutuvat pohjalle
  • voidaan tehostaa kemikaaleilla
• ilmastus
  • biologinen aktiiviliete tekee työn, se muodostuu jäteveden omista bakteereista
  • poistaa aineita käyttämällä niitä ravintona
  • ei kestä happoja tai emäksiä (rajoituksia teollisuuskäytössä)
  • n. 10 - 20 tunnin viive
  • altaiden syvyys n. 20 m
  • paineilma apuna, ravinteita ei lisätä koska niitä on riittävästi
  • jatkuva prosessi, tietokone säätää oikean happipitoisuuden
• jälkiselkeytys
  • aktiiviliete palautetaan ilmastukseen
• → poistotunneli

Fosforin poisto on tämän ketjun kanssa rinnakkainen tapahtuma. Laitokseen tulevaan jäteveteen lisätään ferrosulfaattia, joka saostaa ilmastuksessa fosforin ferrifosfaateiksi aktiivilietteeseen. Olisi myös mahdollista käyttää alumiinia ja erillisiä jälkialtaita (Ruotsi). Tämä on kalliimpi ratkaisu eikä kuitenkaan tehokkaampi. Lisäksi alumiini voi levitä vesiin.

Veden käsittelystä seuraa valtavat määrät lietettä. Se on viime vuosina ollut jopa suurempi ongelma kuin itse veden käsittely. Liete koostuu esiselkeytyslietteestä ja ylijäämäaktiivilietteestä. Se on hyvin vetistä ja siinä on paljon bakteereja ja myös raskasmetalleja. Liete stabiloidaan jolloin hajuhaitat poistuvat. Raskasmetallien vähennys on tehtävä jo päästöpaikoilla. Liete kulkee monien vaiheiden läpi. Se lingotaan veden poistamiseksi. Sitä mädätetään bioreaktorissa hapettomassa tilassa ja +37 asteen lämmössä. Tuloksena syntyy kaasua, josta tehdään sähköä. Sähkön tuotanto kattaa n. 40 % laitoksen sähköntarpeesta ja koko sen lämmöntarpeen. Tämä on yksi keskitetyn puhdistuksen eduista. Eri vaiheissa lietteestä poistuu mm. metaania hiilidioksidia ja vettä. Lopputuloksena on haisematon vähäbakteerinen liete, joka kuivataan. Lietteen sijoittamisesta on olemassa tiukat normit. Helsingin kaikki liete viedään kompostointikentälle ja käytetään myöhemmin maanparannusaineeksi. Mullassa on lieviä määriä raskasmetalleja, jonka vuoksi sitä ei enää levitetä pelloille vaan käytetään esim. viherrakentamiseen. Kompostikentän valumavedet johdetaan takaisin Viikinmäkeen. Espoossa Suomenojan liete viedään Ämmäsuolle ja suoraan pelloille!

Täällä hetkellä Viikinmäessä ei vielä vaadita typenpoistoa (nykyisin n. 25 % typestä poistuu).

Typen biologinen poisto:

• jäteveden typpi pääasiassa ammoniakkia
• ilmastusaltaan muutos:
  • vaatisi hapettoman ympäristön ja hapellisen ympäristön samassa altaassa → isot altaat jossa useita vyöhykkeitä
• loppuvaiheessa tulisi lisätä metanolia - kallista

Myös fosforinpoisto on mahdollista biologisesti mutta se lisää monimutkaisuutta edelleen.

Nykyisin Suomessa on voimassa EUn määräykset valtioneuvoston päätöksellä. Ne tulevat kokonaan voimaan vuoden 1998 alussa. Kaikki Suomen vesistöt on määritelty haavoittuviksi → kaikki jätevesi tulee puhdistaa tiettyjen vaatimusten mukaan. Alitusongelmia on ja tulee puunjalostusteollisuuden pelkästään kemiallista puhdistusta käyttäville laitoksille. Fosforivaatimukset ovat EUn mukaan Suomen pykäliä löysemmät. Esim. Brysselissä ei ole jätevedenpuhdistamoa. Typenpoistovaatimukset ovat Suomen tasoon nähden aika tiukkoja.

Suomessa yhdyskuntajätevedet puhdistetaan yli 90 prosenttisesti. Suomen jätevesien BHK-kuorman keskim. poistoteho on yli 90 %. Fosforista poistetaan myös yli 90 %. Typestä poistuu vain n. 1/3.

Tulevaisuudessa typpeä tullaan poistamaan vain osalla Suomen rannikosta.

Virossa ja Venäjällä on jossain määrin saavutettu kehitystä länsimaisella rahalla. Viime vuosina Viroon on viety Helsingin vanhojen puhdistamojen osia ympäristöministeriön tuella. Pietarissa on tehty suunnitelmia, ongelmana on rahan puute. Suuri ongelma on se, että siellä on satoja poistoputkia, vaadittaisiin siis viemärien keskittämistä. Viemärit on suunniteltu menemään suoraan Nevaan.

Länsimaisissa laitoksissa välppeen määrä on korkeampi kuin itäblokin puhdistamoissa. Syynä on korkeampi kulutus.