Jäteveden käsittely – 40 vuotta kehitystä

Jäteveden käsittelyn tekniikat ja prosessit ovat muuttuneet edellisen neljän vuosikymmenen aikana huomattavasti. Muutosten avulla on pyritty käsittelyn laadun ja tehokkuuden jatkuvaan parantamiseen sekä kustannusten vähentämiseen. Tässä artikkelissa tutustumme tarkemmin historian kehitysvaiheisiin, joiden kautta on päädytty nykyisiin edistyneisiin jäteveden käsittelyprosesseihin. Tämän jälkeen kaivaudumme syvemmälle ja selvitämme, miten prosessit toteutetaan tällä hetkellä rakenteilla olevassa uudessa käsittelylaitoksessa Tampereella.

Ihmiskunta on edennyt pitkälle entisaikojen avoviemäreistä ja likakaivoista. Nykyaikainen jäteveden käsittely on kiehtova ja pitkälle kehittynyt ala, ja nykypäivän käsittelylaitokset ovat insinööritaidon ihmeitä, joissa varmistetaan kemiallisten, biologisten ja muiden prosessien avulla, että ympäristöön palautettava vesi on turvallista ja puhdasta. 

 

”Vielä 70-luvulla ja 80-luvun alkupuolella jäteveden käsittelyssä keskityttiin pitkälti paljaalla silmällä näkyvien asioiden poistamiseen, kuten orgaanisiin ja kiinteisiin aineisiin”, sanoo Aalto-yliopiston työelämäprofessori Anna Mikola. ”Keskustelu kääntyi 80-luvun edetessä pienempiin yksityiskohtiin, kuten typen ja fosfaattien kaltaisiin ravinteisiin”, Mikola painottaa. 

Ongelmallisista epäpuhtauksista arvokkaiksi raaka-aineiksi 

Ravinteiden poistamisen tultua käsittelyprosessin kiinteäksi osaksi, niitä käsiteltiin jäteveden käsittelylaitoksissa ongelmallisina epäpuhtauksina. Ravinteita on kuitenkin ryhdytty tarkastelemaan eri tavalla, kuten Mikola mainitsee: ”Noin 10–15 vuotta sitten ravinteet alettiin nähdä alalla pikemminkin arvokkaana, esimerkiksi lannoitteiden valmistuksessa käytettävänä resurssina – ei siis enää uhkana, joka pitäisi vain poistaa jätevedestä ja hävittää. Tämä on hyvä esimerkki varhaisesta kiertotaloudellisesta ajattelutavasta, jossa jäteveden käsittelyä alettiin tarkastella syklimäisenä ilmiönä ja jossa alettiin keskittyä talteenottoon ja uudelleenkäyttöön.” 

Mikromuovisaasteen kaltaiset aiheet ovat tuoneet veden laadun ja käsittelyn jokapäiväiseksi keskustelunaiheeksi.

Tiukentuvat säädökset kannustavat muutoksiin 

Säädökset ovat selkeästi suurin jäteveden käsittelyä edistävä tekijä, ja Euroopassa on otettu käyttöön useita erilaisia lakeja ja direktiivejä, joilla pyritään parantamaan käsittelyn tehokkuutta ja laatua. ”Näiden laajamittaisiin muutoksiin johtavien kehityssuuntien taustalla on poliittinen paine ja se, että kuluttajat ovat entistä tietoisempia siitä, mitä kaikkea vedessä on”, Mikola sanoo. ”Mikromuovisaasteen kaltaiset aiheet ovat tuoneet veden laadun ja käsittelyn jokapäiväiseksi keskustelunaiheeksi.” 

 

Merkittäviä askelia prosessien parantamiseksi 

Jäteveden käsittelyn historiassa on useita merkkipaaluja, jotka ovat johtaneet merkittäviin parannuksiin. Yksi hyvä esimerkki on kunnallisen ja teollisen jäteveden käsittelyn aktiivilieteprosessi, jossa jätevettä ilmastetaan. Tällöin vedessä olevat mikrobit kuluttavat jäteveden ravinteita käyttäen avuksi altaaseen ilmastettavaa happea. 

 

”Ravinteiden poistossa poistotehokkuus kasvoi noin 40 prosentista 85:een ja jopa 90 prosenttiin, kun ymmärrettiin, että fosfaatteja voitaisiin saostaa jätevedestä metallisilla saostusaineilla”, Mikola kertoo. ”80- ja 90-luvun taitteessa otettiin käyttöön aktiivilieteprosesseja, joiden avulla voitiin poistaa typpeä, ja myöhemmässä vaiheessa myös hiekkasuodatuksen tapaisia jälkikäsittelyvaiheita ravinteiden poistamisen tehostamiseksi. Monia mielenkiintoisia teknologiaratkaisuja on kehitteillä, ja jäteveden käsittely tehostuu varmasti entisestään. Luvassa on epäilemättä myös uusia keinoja jäteveden uudelleenkäyttöön ja arvokkaiden resurssien ottamiseen talteen jätevedestä”, Mikola kertoo. 

 

Tämän hetken paras jäteveden käsittelylaitos saavutetaan kaivautumalla syvälle 

Uusimpien teknisten ratkaisujen hyödyntäminen aloitetaan pian syvällä maan uumenissa sijaitsevassa valtavassa luolassa Tampereen laitamilla. Kun Sulkavuoren jäteveden keskuspuhdistamo valmistuu vuonna 2024, siitä tulee huikea osoitus kaikista nykyaikaisen jäteveden käsittelyn mahdollisuuksista. Puhdistamossa käsitellään jätevettä nykyaikaisella aktiivilieteprosessilla, osittaisella kemiallisella esisaostuksella ja erittäin tehokkaalla jälkikäsittelyllä, jossa käytetään hiekkasuodattimia. 

 

”Sulkavuoressa käsitellään päivässä noin 100 000 kuutiometriä jätevettä, joka tulee Tampereelta ja lähialueen kunnista. Näin puhdistamo palvelee noin 430 000 ihmistä”, kertoo Tampereen Seudun Keskuspuhdistamo Oy:n toimitusjohtaja Timo Heinonen. ”Kyseessä on valtava 320 miljoonan euron investointi, joka kattaa puhdistamoon jätevettä tuovan viemäritunnelin, kahden uuden pumppuaseman, poistotunnelin ja siirtoviemäriverkoston rakentamisen”, Heinonen kertoo. 

 

Puhdistamoon tulee neljä käsittelylinjaa, ja siellä käytetään mekaanisia, biologisia, kemiallisia ja jälkikäsittelyyn kuuluvia prosesseja. Lisäksi käytössä on desinfiointivaihe. ”Valitsimme tämän yhdistelmän, sillä se perustuu hyviksi havaittuihin menetelmiin, joiden avulla tiedämme pääsevämme haluamiimme käsittelytuloksiin jo toiminnan ensimmäisenä päivänä”, Heinonen sanoo.

Lietteen mädätysprosessissa syntyvä biokaasu tuottaa käsittelylaitoksen vuosittain tarvitsemasta sähköstä lähes 60 % ja lämmöstä 90 %.

Tähtäimessä tiukat tavoitteet 

”Kemiallisen käsittelyprosessin tavoitteenamme on maksimoida fosfaattien poiston tehokkuus ja parantaa orgaanisen aineksen poistamista. Vaikka fosfaattien kokonaisjäännösten virallinen yläraja on 0,3 mg litraa kohden, omana tavoitteenamme on 0,16 mg/litra, ja hiekkasuodattimilla tehtävä jälkikäsittely on tärkeässä osassa tämän saavuttamisessa.” 

 

Anaerobisessa lietteen mädätysprosessissa syntyvä biokaasu käytetään kaasumoottoreissa, jotka tuottavat käsittelylaitteiden vuosittain tarvitsemasta sähköstä lähes 60 % ja lämmöstä 90 %. Näin hiilidioksidipäästöt voidaan minimoida ja hyödyntää arvokas resurssi samalla mahdollisimman tehokkaasti. ”Tampereen kaupungilla on tavoitteena olla hiilineutraali vuoteen 2030 mennessä, mihin on enää alle 10 vuotta, joten meidän oli tehtävä oma osamme tämän tavoitteen saavuttamiseksi”, Heinonen kertoo. 

 

”Kemiralla on sadan vuoden kokemus jäteveden käsittelystä, ja heidän tarjoamassaan tuessa keskitytään siihen, että projekteissa, kuten meidän hankkeessamme, päästään asetettuihin tulostavoitteisiin. Kemira ei siis ole pelkkä kemikaalien toimittaja. Olemme tehneet heidän kanssaan yhteistyötä nykyisissä käsittelylaitoksissamme jo monen vuoden ajan ja olemme käyneet hedelmällisiä keskusteluja myös uuden puhdistamon suunnittelun varrella. Odotamme vankan kumppanuutemme jatkumista siis myös tulevaisuudessa”, Heinonen toteaa lopuksi. 

 

Puhdistamon uraauurtavia käsittelyprosesseja parannetaan jatkuvasti. Tulevaisuudessa voi olla luvassa esimerkiksi uusia prosesseja, joilla poistetaan epäpuhtauksia, kuten lääkejäämiä ja jopa pienempiä mikromuovihiukkasia.