Jätevedenpuhdistus pääkaupunkiseudulla 2020

Blominmäen uusi kalliopuhdistamo

Blominmäen uusi kalliopuhdistamo korvaa mitoituskuormituksensa ylittäneen Suomenojan jätevedenpuhdistamon kesällä 2022, eli noin kaksi vuotta alkuperäistä suunnitelmaa myöhemmin. Puhdistamon louhinnan jälkeiseen urakointiin on tarvittu enemmän aikaa kuin suunnittelijat alun perin arvioivat. Blominmäen puhdistamo on mitoitettu n. 500 000 asukkaan jätevesille ja sen lähtökohtana on Suomenojan nykyistä tasoa selvästi parempi puhdistustulos ja korkeampi energiatehokkuus. Etelä-Suomen aluehallintovirasto (AVI) antoi 2.3.2020 viimeisen ympäristölupapäätöksensä liittyen Blominmäen jätevedenpuhdistamon purkujärjestelyihin.

Vuoden 2020 lopussa työmaan kokonaisvalmiusaste nousi noin 58 prosenttiin. Rakennusteknisten töiden valmiusaste on noin 79 prosenttia, prosessi- ja koneistotöiden noin 47 prosenttia ja tekniikkatöiden noin 39 prosenttia. Urakoitsijan henkilövahvuus työmaalla oli vuoden alussa n. 400, joista 60 toimihenkilöitä ja vuoden loppuun mennessä henkilövahvuus oli laskenut tasolle 340 henkilöä.

Vuoden 2020 loppupuolella käynnissä oleva työvaiheet olivat maanrakennustyöt, eri vaiheissa olevat maanpäällisten rakennusten työt, hallintorakennuksen pintarakennetöistä metanoliaseman betonitöihin ja mädättämöiden julkisivutöihin. Tekniikkatöitä oli käynnissä biokaasurakennuksessa sekä lietteen ilmastusrakennuksessa ja hallintorakennuksen ja autohallin sähkö- LV- ja IV-työt olivat viimeistelyä vaille valmiit.

Luolastossa saatiin vuonna 2020 valmiiksi pintarakennetöitä, teräsrakennetöitä, maanrakennustöitä, altaiden vesipainekokeiden ennakkokokeita ja tiivistyksiä sekä viimeisiä betoni- ja harkkotöitä. Prosessiputkitukset olivat käynnissä ympäri laitosta ja prosessilaitteiden osalta käynnissä ovat kattiloiden, lattiavesipumppujen, ilmastuksen ja mädättämöiden sekoittimien, jälkiselkeytyksen kourujen sekä N-hallin flokkaussekoittimien asennustyöt.

Blominmäen urakoitsijan kuukausitiedotteet ja HSY:n neljännesvuosittaiset tilanneraportit, joissa kuvataan urakan etenemistä, ovat saatavilla HSY:n verkkosivuilta.

Blominmäen tunnelityömaa Suomenojan laitosalueella

Suomenojan puhdistamon läheisyydessä on Blominmäen tunnelien ja pumppaamoiden rakentamiseen liittyvä työmaa. Vuoden aikana on työmaan ja puhdistamon vierekkäisiä toimintoja jouduttu sovittelemaan monella tavalla. Vuoden 2020 alussa jouduimme puuttumaan laitoksen läpikulkuliikenteen nopeusrajoitusten ylityksiin ja kesän aikana puutuimme ajoittain laajallekin levinneeseen varastoalueeseen, joka välillä esti kulun jätevedenpuhdistamon lastauslaitureille ja tukki mädättämöiden pintavesikaivoja. Kaivojen tukkeutuminen samalla kuin oli kovia sateita, oli syynä puhdistamoalueen ulkopuolelle levinneeseen mädättämöiden ylivuotoon. Kesällä työmaan painopiste siirtyi laitoksen pohjoispuolelle, jossa otettiin entisen SYKE:n puretun tutkimusaseman alue varastokäyttöön. Työmaan takia käynti laitoksen pohjoispuolella sijaitsevalle loka-asemalle järjestettiin välillä poikkeusreittä.

Tutkimus- ja kehityshankkeet

RAVITA DEMO-hanke

RAVITA -hanke on vuonna 2016 alkanut tutkimushanke, jonka tavoitteena on rakentaa 1000 asukasta vastaava koelaitos, jossa testataan HSY:n kehittämää ja patentoimaa fosforin talteenottoprosessia, jossa fosfori talteenotetaan fosforihappona. Hanke on saanut ympäristöministeriön RAKI-rahaa vuosina 2015–2017 sekä se valittiin yhdeksi hallituksen kiertotalouden kärkihankkeista vuosiksi 2017–2018. Prosessin ensimmäiset osat, kemiallisen lietteen tuotantoyksiköt, on otettu käyttöön vuosina 2017–2018. Vuonna 2019 jatkettiin kemiallisen lietteen kuivauksen optimointia. Lisäksi suunniteltiin ja hankittiin fosforihapon tuotantoon vaaditut laitteistot. Laboratoriomittakaavan tutkimusta tehtiin sekä HSY:n että Jyväskylän yliopiston toimesta. Vuonna 2020 tehtiin RAVITA-laitteiston tekninen koekäyttö, ja teknologiakehitys jatkuu osana RAHI-hanketta vuosina 2021–2022. Lisätietoja RAVITA-hankkeista HSY:n .

Typpioksiduulipäästöjen muodostuminen

Typpioksiduuli on merkittävä kasvihuonekaasu, jota muodostuu typenpoistoprosessissa. Viikinmäen jätevedenpuhdistamolla on tehty pitkäjänteistä tutkimusta typpioksiduulipäästöistä. Vuonna 2020 jatkettiin täyden mittakaavan ilmastuslinjojen vertailuun perustuvaa tutkimusta sekä vuoden 2019 typpioksiduulipäästöpiikin yhteydessä esiin nousseen nitriittipitoisuuden vaihteluiden syiden ja roolin selvittämistä. Vuonna 2020 tutkittiin lisähiilen syötön vaikutusta päästöihin ja kesäkauden lieteiän vaikutusta eri ilmastuslinjojen nitriittipitoisuuksiin. Vertailujen tulokset analysoidaan ja osaa vertailuista jatketaan tai toistetaan vuoden 2021 aikana. Poikkeustilanteiden lisähiilen syöttö ilmastukseen on otettu laitoksella käyttöön. Nyt käynnissä olevilla vertailuilla selvitetään mahdollisen jatkuvan syötön vaikutuksia.

Teollisuusjätevedet ja lääkeaineet jätevedessä

HSY on mukana kahdessa vuonna 2017 käynnistyneessä EU –rahoitteisessa Itämeren tilan parantamiseen tähtäävässä hankkeessa: Suomen ympäristökeskuksen koordinoimassa CWPharma hankkeessa sekä Helsingin kaupungin koordinoimassa BEST –hankkeessa. Hankkeet olivat kolmivuotisia ja päättyivät vuoden 2020 syyskuussa.

CWPharman tavoitteena on vähentää lääkeainepäästöjä ja lääkeaineiden aiheuttamia haittavaikutuksia Itämeren alueella. Siinä tuotetaan kokonaisarvio Itämeren valuma-alueen lääkeainekuormituksesta sekä suositukset päästöjen vähennyskeinoiksi. HSY oli mukana hankkeen osassa, jossa tutkittiin kehittynyttä lääkeaineiden poistoa jätevedenpuhdistamolla. HSY on mukana myös CWPharman jatkohankkeessa CWPharma 2, joka jatkuu vuoden 2021 loppuun asti.

BEST –hanke (Better Efficiency for Sewage Treatment) tähtäsi parempaan teollisuusjätevesien hallintaan edistämällä kuntien, teollisuusyritysten ja vesihuoltolaitosten yhteistyötä ja hyvää hallintoa teollisuusjätevesien käsittelyllä Itämeren alueella. HSY oli hankkeessa mukana v. 2018 – 2020 tuomassa hyviä kansallisia sekä paikallisia käytäntöjä. Best hankkeessa tuotetut materiaalit ja videot teollisuusjätevesien hyvistä käytännöistä löytyy hankkeen .

Viikinmäen keskusvalvomon saneeraus

Osana fyysisen turvallisuuden kehittämistä saneerattiin Viikinmäen jätevedenpuhdistamon keskusvalvomo. Vanha valvomotila oli suunniteltu ja rakennettu 90-luvulla sen ajan tarpeita silmällä pitäen. Siihen aikaan valvomossa oli tarkoitus valvoa ja operoida Viikinmäen jätevedenpuhdistamoa ja Helsingin alueella sijaitsevia muutamaa kymmenetä jätevedenpumppaamoa.

Vuosien varrella ohjaus- ja valvontajärjestelmien määrä on jatkuvasti lisääntynyt. Keskusvalvomossa uudet valvontajärjestelmät ovat näyttäytyneet uusina monitoreina ja ohjelappuina. Vuonna 2010, kun useamman kunnan vesilaitosten toiminta yhdistettiin, niin Viikinmäen keskusvalvomoon lisättiin ennätyksellinen määrä uusia järjestelmiä ja monitoreja.

Vuonna 2020 keskusvalvomo ja sen ympäristö koki muodonmuutoksen, kun 25 vuotta palvellut valvomo saneerattiin täysin. Saneerauksen tarkoituksena oli parantaa työergonomiaa, työrauhaa sekä fyysistä- ja kyberturvallisuutta. Keskusvalvomon pääsyä rajattiin tarkasti ja tila lisättiin kulunvalvonnan piiriin. Työergonomiaa parannettiin sähköpöytien ja näyttöjen sijoittelun avulla. Lisäksi valvomoon tehtiin tilavarauksia tulevaisuuden tarpeita silmällä pitäen. Muun muassa rakenteilla olevan Blominmäen puhdistamon valvontajärjestelmille on varattu omat näytöt ja operointipaikat Viikinmäen saneeratussa keskusvalvomossa.

Verkostojen hallinta ja kehittäminen

Vuotovesien vähentäminen HSY:n viemäröintialueella

Jätevesiverkostoon sisään vuotavat vuotovedet kuormittavat järjestelmän kapasiteettia tarpeettomasti ja pahimmillaan verkostoon päätyvä hulevesi lisää pumppaamoiden ja verkoston ylivuotojen riskiä sekä riskiä hallitsemattomista jätevesitulvista kiinteistöihin ja/tai ympäristöön kuten kaduille ja puistoihin. Puhdistamolle johdettuna vuotovesi kuluttaa sekä käsittelykapasiteettia että energiaa pumppausten ym. prosessoinnin myötä. Taulukko 11.1 on kooste HSY:n viemäröintialueella tehdyistä verkoston saneeraustoimenpiteistä. Kaikkiaan HSY:n toiminta-alueella jätevesiverkostoa saneerattiin noin 8 km vuoden 2020 aikana, joka on noin 0,27% koko jätevesiverkoston pituudesta. Tämän lisäksi jätevesiverkostoon on investoitu kaupunkivetoisten aluehankkeiden yhteydessä.

Saneerausten lisäksi jätevesiverkostoa tutkittiin perinteisellä putkikuvauksella vuotovesianalyysien ja koneoppimismallin pohjalta tehtyjen kohdistusten kautta noin 140 km verkostopituuden verran, mikä oli noin 10 % enemmän vuoteen 2019 verrattuna. Vuonna 2020 keskityttiin luomaan pohja sille, että siirrytään suositeltuun viemäreiden kunnonselvityksissä kerran 10 vuotiseen jaksoon. Putkikuvausten lisäksi otettiin tunneleiden kunnontutkimisessa käyttöön suutinkamera ja koko viemäriverkoston tutkimuksessa zoom-kamerat. Samaan aikaan toteutettiin kyseisten menetelmien raportointi kentältä verkkotiedon kuntotiedoksi. Näin mahdollistuu viemäriverkoston kunnontutkimisen ja raportoinnin tason nostaminen uudelle tasolle vuosien 2021 ja 2022 aikana, kun uusia menetelmiä ja raportointia jalkautetaan. Näiden tutkimusten perusteella käyttömenoilla tehtiin useita verkoston täsmäkorjauksia sellaisiin kohteisiin, joissa investointina toteutettava saneeraus olisi ollut turhaa investointiresurssia kuluttava toimenpide. Jatkossa edellä kuvatuilla analysointi- ja kunnontutkimustoimilla sekä niiden perusteella optimaalisesti kohdennetuilla saneeraus- ja korjaustoimilla voidaan vähentää erillisviemäröidyn verkoston vuotavuutta, joka on nyt Espoon osalta hieman alle 0,5 l/s/km, Länsi-Vantaan osalta noin 0,2 l/s/km, Itä-Vantaan osalta noin 0,3 l/s/km ja Helsingin osalta (Helsingissä sekaverkosto mukana) reilut 1,0 l/s/km. Koko HSY:n toiminta-alueen vuotavuuden ollessa keskimäärin reilut 0,6 l/s/km huomataan jätevesiverkoston vuodonhallintatoimien kohdistamisen tärkeys etenkin Helsingin alueelle, jonne myös sekaviemäröity ydinkeskusta sijoittuu.

Erillisviemäröinnin osalta laadittiin investointiohjelman 2021-2030 valmistelun yhteydessä suunnitelma sekaviemäriverkoston pitkän tähtäimen eriyttämiseksi. Kyseisessä suunnitelmassa tavoitteena on eriyttää investointikaudella noin 45 km sekaviemäriverkostoa. Määrä edustaa lähes neljännestä nykyisestä sekaviemäriverkoston pituudesta ja sillä tulee laadukkaasti toteutettuna olemaan suora hulevesiä vähentävä vaikutus jätevesiverkoston toimintaan ja edelleen ylivuotoja ja hallitsemattomia viemäritulvia vähentävä vaikutus.

Hajuselvittelyt Vuosaaressa

HSY hankki vuonna 2020 viisi kappaletta akkukäyttöisiä rikkivetymittareita. Tarve mittareille tuli monista hajuvalituksista, joita HSY:lle tehdään. Mittareiden käyttöä päästiin harjoittelemaan Vuosaaren suunnalla, liittyen Melakujan pitkään jatkuneiden hajuvalitusten selvittämiseen. Mittaukset Vuosaaressa jatkuvat edelleen. Helppokäyttöisillä siirrettävillä mittareilla saadaan hyvin kiinni ilmaan nousevia rikkivetykaasuja. Mittarit lähettävät datan pilvipalveluun, josta tieto on heti saatavilla. Rikkivedyn ilmaantumisesta viemäristöön on saatu paljon oppia mittareiden avulla. Kesällä tutkittiin myös Sipoon siirtolinjan rikkivetypitoisuuksia. Mellunmäestä mitattiin hälyttävän suuria rikkivetypitoisuuksia kaivoista (>1000ppm). Asiaa tutkitaan yhteistyössä Sipoon kunnan sekä Arlan tehtaan kanssa. Mittareiden ansiosta korkeat rikkivetypiikit viemäristössä voidaan ajoittaa ja sitä kautta selvittää juurisyyt ongelmalle.

Viemäriverkoston mallinnus

Yksi osatekijä viemäriverkoston kokonaiskapasiteetin hahmottamisen kannalta on ajantasaisen hydraulisen viemärimallin käyttöönotto. Viemärimallinnuksen osalta olemassa olevien mallien tilanne on ollut hajanainen ja epäyhtenäinen. Mallinnuksen kehitystyö alkoi vuonna 2015 ja jatkuu edelleen. Mallinnustyö on jaettu kahteen osa-alueeseen, joista Suomenojan verkoston eheytys saatiin lähes valmiiksi vuoden 2017 aikana. Vuoden 2020 aikana laadittiin sekaviemäröidyn alueen malli, jolla lasketaan ylivuodoista aiheutuva kuormitus. Uusi sekaviemärimalli on tarkoitus ottaa käyttöön vuoden 2021 alusta.

Sateesta johtuvien erillisviemäreiden hule- ja vuotovesien tutkimus data-analyysin ja mallinnuksen avulla

Vuotavat jätevesiverkostot kuormittavat jätevedenpuhdistamoa ja pumppaamoita. Vuoden 2020 aikana toteutettiin tutkimushanke, jonka tavoitteena oli selvittää erillisviemäreiden vuotavuutta data-analytiikan ja mallinnuksen avulla. Verkostoon päätyvät vuotovedet voidaan jakaa kuivan ajan pohjavirtaamaan sekä sateesta johtuviin vuoto- ja hulevesiin. Työssä keskityttiin erityisesti nopeasti viemäriin tunkeutuviin hulevesiin, jotka kertovat järjestelmässä olevan suoria virtausreittejä, joita pitkin valunta pääsee sisään. Data-analyysiosion tavoitteena oli kehittää menetelmä, jolla voidaan tunnistaa alueita, missä on havaittavissa selkeä ja nopea vaste sadetapahtumiin. Mallinnusosiossa keskityttiin empiirisen yksikkövaluntakäyriin perustuvan menetelmän testaamiseen, jota käytetään erillisviemäreiden vuoto- ja hulevesien mallintamiseen. Lisäksi työn tavoitteena oli arvioida jätevedenpumppaamoilta saatavan virtaamatiedon sekä sadetutkahavaintoihin perustuvan sadantatiedon soveltuvuutta edellä mainittuihin menetelmiin.

Merenpinnan nousun vaikutusten hillitseminen ja ylivuototasojen hallinnan kehittäminen

Vuonna 2020 keskeinen kehitystoimi meriveden pääsyn estämiseksi jätevesiverkostoon oli määrittely jätevedenylivuodon purkurakenteesta. Kyseinen rakenneratkaisu toimii sekä sekaviemäröidyllä alueella että erillisviemäröidyssä jätevesiverkossa. Ratkaisua aletaan hyödyntämään sekä saneerausten että johtosiirtojen kuin myös uudisverkostojen kohteissa. Ensimmäisinä kohteina on suunnittelussa huomioitu Helsingissä Kauppatorin ja Etelärannan ylivuodot sekä Espoossa Suomenojan tunnelin ylivuoto. Ratkaisussa lähtökohtaisesti estetään meriveden virtaus jätevesiverkostoon ja sitä kautta verkoston turha kapasiteetin kuluttaminen ja edelleen jätevedenpuhdistamolle johtuminen. Toisaalta ratkaisussa on huomioitu toimintavarmuus mahdollistamalla kunnossapidettävyys sekä verkon sulkeminen merivedenpinnan noustessa tulevaisuuden ennusteiden mukaisesti. Samalla mahdollistetaan sadetilanteessa pumppaus mereen ylivuodon kohdalta ja näin ehkäistään hallitsemattomia jätevesitulvia.

Sekaviemäriverkon ylivuotojen vähentäminen

Helsingin kantakaupungin sekaviemäriverkoston alueella jätevedet ja hulevedet johdetaan samaa verkostoa pitkin Viikinmäen jätevedenpuhdistamolle käsittelyyn. Sateiden ja sulamiskausien aikana sekaviemäriverkoston alueella syntyy ylivuotoja, jotka kuormittavat rannikkovesiä. Ylivuotojen vähentäminen sekaviemäröidyllä alueella on hidasta, koska alueen viemäriverkoston muuttaminen erillisiksi jätevesiviemäreiksi ja hulevesiviemäreiksi vaatii aikaa, investointipäätöksiä sekä yhteistyötä kaupungin kanssa.

Vuoden 2020 aikana laadittiin tarkemmat investointien projektikohtaiset eriyttämissuunnitelmat Esplanadille ja Etelärannan alueille sekä Herttoniemen teollisuusalueelle, jotka ovat merkittävimpiä ylivuotokohtia. Vuonna 2020 saatiin päätökseen esimerkiksi Hämeentien ja Telakkarannan sekä Työnjohtajankadun alueella saneeraukset, joiden yhteydessä toteutettiin sekaviemäreiden eriyttäminen. Telakkarannan osalta hulevedet saadaan johdettua mereen asti, mutta Hämeentiellä purku mereen jää pääosin toteutettavaksi myöhemmin.

Vantaanjoen pumppaamopäästöjen hallintahanke VIPPA

Jätevesipäästöjen vähentämisen yhteistyö Vantaanjoen valuma-alueen vesihuoltolaitosten kesken on alkanut jo vuonna 2012 MAKERA-hankkeen merkeissä. Vuosina 2019-2020 toteutettiin MAKERA:n jatkohanke VIPPA, jossa päivitettiin aiemmin luotua pumppaamoiden hallinnan toimintamallia sekä tuotettiin uutta asiakasviestintäaineistoa. Nämä materiaalit ovat käytettävissä kaikille kiinnostuneille. Lisäksi hankkeessa testattiin uusia, pumppaamoiden toimintavarmuuteen, energiatehokkuuteen ja ylivuotojen torjuntaan liittyvä teknologioita. Loppuraportti löytyy HSY:n nettisivuilta

Viemäriverkostojen häiriöiden hallinnan kehittämisen hankkeet

Jätevesiviemäriverkostojen häiriöiden aikaisempaan havaitsemiseen panostetaan kehittämällä edelleen käynnissä olevaa ylivuotojen havainnointia sekä luomalla keinot, joiden avulla voidaan hyödyntää paremmin pohjavedenpintojen tasoja. Tavoitteena on ehkäistä terveys-, hygienia- sekä ympäristöriskejä. Oman kehittämishankkeen lisäksi olemme aktiivisesti mukana EARK-hankkeessa Jätevesiverkoston datan hallinta ja innovatiiviset sovellukset. Hankkeen tavoitteena on tiedon mallintaminen, pilvipalveluiden ja rajapintojen selvittäminen sekä soveltuvuusanalyysin toteuttaminen. Tämän hankkeen puitteissa ollaan mukana hankkeen ohjausryhmässä sekä tutkimusalueen tarjoajana. Kumpikin hanke ajoittuu vuosille 2020 – 2022.