Jätevedenpuhdistus pääkaupunkiseudulla 2022

Tutkimus- ja kehityshankkeet

Ravinteiden ja hiilen kierrätyksen RAHI-hanke

Jäteveden sisältämien ravinteiden ja hiilen uusia talteenottomahdollisuuksia on kehitetty RAHI-hankkeessa. Hanke toteutettiin vuosina 2021–2022 yhteistyössä Jyväskylän seudun puhdistamo Oy:n, Porvoon Veden ja Hämeen ammattikorkeakoulun kanssa. HSY:ssä hanketta toteuttivat sekä vesihuollon että jätehuollon toimialat. RAHI-hanke sai rahoitusta Ympäristöministeriöltä, ja kehitystyö jatkuu vuosien 2023-2024 RAHI 2 -hankkeessa.

RAHI-hankkeessa jatkettiin kehitystyötä jäteveden fosforin talteen ottamiseksi RAVITA-prosessilla. Hankkeen tavoitteena oli sekä optimoida talteenottoprosessia että selvittää tarkemmin prosessin täyden mittakaavan toteutusta. Hankkeen aikana otettiin käyttöön myös Viikinmäen jätevedenpuhdistamolla sijaitseva pilot-laitteisto (AVL 1 000). RAVITA-prosessiin soveltuvan kemiallisen lietteen tuotantoa testattiin onnistuneesti täyden mittakaavan tuotantoympäristössä Nenäinniemen jätevedenpuhdistamolla Jyväskylässä. Lisäksi hankkeessa tarkasteltiin mm. jälkisaostuksen toteuttamisen vaatimia muutoksia olemassa olevalla jätevedenpuhdistamolla. Selvityksen perusteella todettiin, että jälkisaostus voidaan toteuttaa varsin vähäisin muutoksin ainakin tietyissä tapauksissa.

HSY:n jätehuollon toteuttamassa osassa tuotettiin jätevesilietteestä lietehiiltä pyrolyysimenetelmällä Ämmässuon ekoteollisuuskeskuksessa sijaitsevassa koelaitoksessa. Hankkeessa optimoitiin lietehiilen tuotantoprosessia sekä tarkasteltiin lietehiilen fysikaalisia ja kemiallisia ominaisuuksia, lannoitevaikutuksia sekä lietehiilen käyttöä mädätysprosessissa.

Typpioksiduulipäästöjen muodostuminen ja vähentämismahdollisuudet

Typpioksiduuli on biologisen typenpoiston sivutuotteena muodostuva kaasu, joka on erittäin voimakas kasvihuonekaasu. Typpioksiduulipäästöt muodostavat suurimman osan jätevedenpuhdistuksen hiilijalanjäljestä. Viikinmäen jätevedenpuhdistamo on varustettu jatkuvatoimisella päästömittauksella vuoden 2012 lopussa ja laitoksella on tehty pitkäjänteistä päästöjen muodostumisen ja vähentämismahdollisuuksien tutkimustyötä. Blominmäen jätevedenpuhdistamon poistoilmapiippuun on asennettu jatkuvatoiminen päästömittaus, joka on ollut käytössä jätevesien käsittelyn aloittamisesta 4.11.2022 alkaen. Mittausdataa tullaan käyttämään sekä kaasumaisten päästöjen raportoinnissa että tutkimuksessa.

Vuonna 2022 jatkettiin vuonna 2021 aloitettua aktiivilieteprosessin mikrobiyhdyskunnan rakennetta ja vaihteluita koskevaa tutkimusyhteistyötä Aalto-yliopiston kanssa. Väitöskirjatyössä tutkitaan Viikinmäen ilmastuslinjojen aktiivilietenäytteitä DNA-sekvensoinnin avulla sekä erityisesti typenpoistoon ja typpioksiduulin muodostumiseen liittyvien toiminnallisten ryhmien suhteellisia runsauksia sekä selvitetään monimuuttuja-analyysillä mikrobiyhdyskunnan rakenteen, typpioksiduulin ja muiden prosessiparametrien välisiä yhteyksiä. Hankkeessa valmistui diplomityö 24.1.2022 (https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/112630).

Lämmöntalteenoton energiatase kaupungissa ja vaikutus jätevesien käsittelyyn

Lämmöntalteenoton energiatase kaupungissa ja vaikutus jätevesien käsittelyyn (JV-LÄMPÖ) hankkeessa tarkastellaan kokonaisvaltaisesti veden sisältämää lämpöenergiaa sekä lämmön hyödyntämisen että jätevedenkäsittelyn näkökulmasta. Hanke ajoittui vuosille 2021–2022 ja se sai ympäristöministeriön myöntämää valtionavustusta.

Hankekonsortioon kuuluu vesi- ja energialaitoksia pääkaupunkiseudulta ja Turun seudulta. HSY:n lisäksi hankkeessa ovat mukana Turun seudun puhdistamo Oy, Turun Vesihuolto Oy, Turun Seudun Vesi Oy ja energialaitoksista Helen Oy, Fortum Power and Heat Oy ja Turku Energia. Hanketta koordinoi Gaia Consulting Oy ja Työpakettien toteuttajat ovat VTT Oy, Fluidit Oy, Afry Oy, Aalto yliopisto ja Gaia Consulting Oy.

Hankkeen päätutkimuskysymys on, mikä on kaupungin mittakaavassa paras tapa hyödyntää veden ja jäteveden lämpösisältöä, kun otetaan huomioon sekä energia että vaikutukset jäteveden käsittelyyn ja viemäröintiin. Hankkeen raportit ja 1.11.2022 pidetyn päätöswebinaarin esitykset on julkaistu hankesivuilla ()

ÖVERI-hanke

HSY sai keväällä 2022 Ympäristöministeriön vesiensuojelun tehostamisohjelmasta rahoitusta ylivuotojen torjuntaan tähtäävälle ÖVERI-hankkeelle. Se koostuu kahdesta erillisestä projektista. SETTI-projektissa kehitettiin sekaviemäriylivuotojen mallinnusta kohti reaaliaikaisuutta ja ennustamista. Tämä tulee mahdollistamaan muun muassa tarkemman ylivuototapahtumista tiedottamisen, näytteenoton sekä varoitusjärjestelmien kehittämisen. Projekti valmistui vuoden 2023 alussa. SEULA-projektissa kartoitetaan ja pilotoidaan uusia seulovia viemäriverkon vuodonetsintämenetelmiä. Seulovat vuodonetsintämenetelmät auttavat kohdentamaan investointeja ja kunnossapitotoimia alueille, joissa vaikuttavuus vuotovesimääriin ja sitä kautta ylivuotoihin, on suurin. SEULA-projekti päättyy syksyllä 2023..

Muut tutkimus- ja kehittämishankkeet

Edellä mainittujen hankkeiden lisäksi HSY:n jätevedenpuhdistus osallistui yhteistyökumppanina myös useisiin muihin hankkeisiin vuoden 2022 aikana eri tavoilla. Yhteistyöhankkeista mainittakoon esimerkiksi Aalto-yliopiston toteuttamat tutkimukset vivianiitin muodostumisesta jätevedenpuhdistusprosessissa ja jätevedenpuhdistamoiden betonikorroosiosta.

Puhdistamoiden perustoiminnan kehittäminen

Viikinmäen energiatehokkuusremontit

Viikinmäen jätevedenpuhdistamo sai ympäristöministeriön rahoitusta ravinteiden kierrätystä ja jätevesien käsittelyn energiatehokkuutta parantaviin hankkeisiin. Näitä ovat ilmastinten saneeraus ja mädätyksen lämmön talteenoton tehostaminen.

Ilmastimien saneeraushankkeessa parannettiin Viikinmäen ilmastuksen energiatehokkuutta vaihtamalla Viikinmäen ilmastuslinjojen 3–7 lohkojen 3 ja 4 ilmastinlautasten yläosat halkaisijaltaan suurempiin. Tällä muutoksella saadaan merkittävä lisäys ilmastintiheyteen ilman, että ilmastinputkistoja tai ilmastinten alaosia tarvitsee uusia. Muutos parantaa hapensiirtotehokkuutta ja pienentää ilmastusilman tarvetta, minkä arvioidaan säästävän sähköä n. 240 MWh vuodessa. Samalla, kun linjojen lohkojen ilmastimet vaihdettiin isompiin, vaihdettiin myös ilmastinkalvot lohkoihin 2, 5 ja 6. Vuoden 2022 aikana on energiatehokkuutta parannettu ja kalvoja vaihdettu linjoissa 4, 5 ja 6. Linjojen energiatalouden parantumisen arviointi tehdään vasta vuonna 2023, kun saadaan riittävästi käyttödataa.

Lämmön talteenottohankkeessa edelleen kehitettiin Viikinmäen jätevedenpuhdistamon lämmön talteenottokokonaisuutta toteuttamalla mädätetyn lietteen lämmön talteenotto ja siirtämällä talteenotettu lämpö lämmöntalteenottoverkostoon ja raakalietteeseen. Lämmöntalteenoton toteutuessa vuosittainen hyödyksi saatu lämpöenergiamäärä olisi noin 2,8 GWh.

Työturvallisuuden ja työskentelyolosuhteiden parantaminen

Työturvallisuuden kehittäminen jätevedenpuhdistuksessa on tärkeää henkilöstön terveyden ja hyvinvoinnin kannalta. HSY:ssä päivitettiin vuonna 2022 työolojen riskien arviointi ja samalla jätevedenpuhdistuksessa siirryttiin aluekohtaiseen riskinarviointiin. Työolojen riskien arviointeja ja turvallisuushavaintoja ylläpidetään HSY:n Riski-järjestelmässä. Jätevedenpuhdistuksessa työturvallisuutta, -terveyttä ja -hyvinvointia (TTT) kehittävät nimetyt toimipaikkakohtaiset TTT-ryhmät, joiden toiminta on vakiintunut normaaliksi päivittäiseksi toiminnaksi. Turvallisuuskävelyitä tehtiin jätevedenpuhdistusosastolla suunnitelman mukaisesti 14 kpl ja perinteinen turvallisuusviikko pidettiin syyskuussa 2022.

Työturvallisuutta parannettiin myös kehittämällä käytössä olevia järjestelmiä integraatioiden avulla. Kunnossapitojärjestelmä integroitiin käytössä olevaan Riski-järjestelmään siten, että tehdyistä hallintatoimista on mahdollista siirtää tieto suoraan myös turvallisuushavainnoksi. Tämä helpottaa työntekijöiden toimintaa järjestelmien parissa ja lisää turvallisuushavaintojen raportoitua määrää.

Verkostojen hallinta ja kehittäminen

Vuotovesien vähentäminen HSY:n viemäröintialueella

Vuotavat jätevesiviemärit aiheuttavat ongelmia erityisesti sateisina aikoina sekä lumien sulamisen yhteydessä niin verkoston kuin jätevedenpuhdistamoidenkin toiminnalle ja kapasiteetille. Kapasiteetin ylittyessä kasvaa riski verkostosta sekä pumppaamoilta tapahtuville ylivuodoille ympäristöön sekä jätevesitulvista kiinteistöihin. Tämän lisäksi puhdistamot voivat joutua juoksuttamaan jätevettä osittain puhdistusprosessin ohi. Vuotovedet lisäävät energian- ja kemikaalienkulutusta pumppaamoilla ja puhdistamoilla. Taulukko 12.1 on kooste HSY:n viemäröintialueella tehdyistä verkoston vuotohallintatoimenpiteistä.

HSY:ssä päivitettiin vuoden 2022 aikana jätevesijärjestelmän vuotohallintastrategia. Strategian toimenpideohjelman ensimmäisten vuosien tehtävät keskittyvät vuotavuuden seurannan rutiinien tehostamiseen sekä tutkimusten, korjausten ja saneerausten aiempaa parempaan kohdentamiseen. Vuoden 2022 aikana HSY:n toiminta-alueella jätevesiverkostoa saneerattiin noin 10 km. Saneerausten lisäksi jätevesiverkostoa tutkittiin perinteisellä viemärikuvauksella. Espoossa Järvenperän jätevesipumppaamon valuma-alueella toteutettiin vuotovesitutkimus.

Vuoden 2022 aikana tutkittiin kaikki merenalaiset putket sukeltamalla. Vuotaja kohteissa ei havaittu, mutta muutamat kohteet vaativat suojaustoimenpiteitä vuoden 2023 aikana. Perinteistä viemärikuvauskalustoa tarkennettiin kokemusten pohjalta ja vuodelle 2023 käyttöön tuli kuvausautojen mukaan kierrätysvesiautot, jotka nopeuttavat kuvauksen tekemistä. Viemäreiden kuvaamisella hankittava tieto viemäriverkon kunnosta ja vioista mahdollistaa korjaustoimenpiteiden ja saneerausinvestointien kohdistamisen vaikuttavuudeltaan tärkeimpiin kohteisiin.

Pitkäjärven alueelle, jossa on ollut ylivuotoja, saatiin valmiiksi yleissuunnitelma. Alue käsittää kattavasti sekä Pitkäjärven että Lippajärven rannoilla sijaitsevat viemäröintialueet, joissa on havaittu jätevesien aiheuttamaa haittaa. Ongelmana ovat erityisesti sulamis- ja tulvavedet, jotka viemäriin päästyään aiheuttavat viemärin kapasiteetin ylityksen. Kohteen toteutussuunnittelu on käynnistynyt alkuvuodesta 2023. Hankkeeseen kuuluu useampi osahanke. Viiskorpi-Nepperi välinen viemärilinja on tarkoitus saneerata 2024 ja Nepperi-Järvenperä viemärilinjan saneeraus on arvioitu toteutettavaksi 2025. Laaksolahden Nuuniityssä viemärilinjan saneeraus on suunniteltu toteutettavaksi myös lähivuosina. Saneeraus olisi mahdollisesti samaan aikaan kaupungin suunnitteilla olevan ulkoilureitin rakentamisen kanssa.

Helsingin kantakaupungissa on noin 210 km sekaviemäriä. Sekaviemäröidyllä alueella sade- ja sulamisvedet ohjautuvat samaan putkeen jäteveden kanssa. HSY:n pitkän aikavälin tavoitteena on eriyttää sekaviemäröinti erillisiksi jäte- ja hulevesiviemäreiksi verkostojen saneeraus- ja muutoshankkeiden yhteydessä. HSY:n investointiohjelman 2023–2032 tavoitteena on eriyttää investointikaudella noin 30 km sekaviemäriverkostoa. Jätevesijärjestelmää kuormittava vuotovesimäärä ja sekaviemäröinnin ylivuodot pienenevät, kun eriyttäminen toteutuu huleveden purkupisteille asti.

Merenpinnan nousun vaikutusten hillitseminen

HSY:n suunnittelukäytännöt ohje päivitettiin vuoden 2022 aikana ja sinne lisättiin ohje tulvahallintarakenteen käytöstä. Merivesitulvien varalta investointihankkeiden yhteydessä seka- ja jätevesiviemäreiden ylivuotojen purkuyhteydet varustetaan tarvittaessa tulvahallintarakenteella. Tavoitteena on estää meriveden pääsy verkostoon, mahdollistaa linjan kunnossapitotoimenpiteet ja tarvittaessa siirrettävän pumppauksen käyttö saman aikaisessa korkea meriveden pinnan ja ylivuodon tilanteessa.

Kauppatorin operatiivinen tulvahallintasuunnittelu on käynnissä yhdessä kaupungin ja pelastuslaitoksen kanssa.

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. Sekaviemäröinnin eriyttäminen on keino ylivuotojen vähentämiseen. Tämä on hidasta, koska alueen viemäriverkoston muuttaminen erillisiksi jätevesiviemäreiksi ja hulevesiviemäreiksi vaatii aikaa, investointipäätöksiä sekä yhteistyötä kaupungin kanssa.

Herttoniemessä jatkui laajan investointihankekokonaisuuden toteuttaminen, jossa eriytetään noin 28 ha sekaviemärin valuma-alueesta ja mahdollistetaan noin 130 ha valuma-alueen eriyttäminen. Alueen eriyttäminen vähentää säännöllisesti tapahtuvia ylivuotoja.