| Ing.-Pesendorfer-Strasse 31 | 4540 Bad Hall, Itävalta| www.agru.at | NOPEA JA VARMA ASENNUS HYDRO CLICK -levyt kiinnitetään esiasennettuihin profiileihin 50 VUODEN KÄYTTÖIKÄ PE ei sisällä pehmittimiä, ja se kestää jäätymistä ja korroosiota VÄHÄINEN HUOLLON TARVE Vaalea pinta, korkeapainepuhdistus, vuodonvalvonta VANKKA KOKEMUS MUOVEISTA Vuosikymmenten kokemus sekä tutkimusja kehitystyö BETONIANKKURI RUISKUPURISTETTU Lisäosien mekaaniseen kiinnittämiseen betonisilla suojalevyillä ja HYDRO CLICK -järjestelmällä vuorattuihin säiliöihin.. AGRU 1/1 HYDRO CLICK Juomavesisäiliöiden pinnoitus agru Kunststofftechnik Gesellschaft m.b.H
LXIII JULKAISIJA Ympäristöviestintä YVT Oy Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki Puhelin (09) 694 0622 KUSTANTAJA Ympäristöviestintä YVT Oy Tuomo Häyrynen e-mail: tuomo.hayrynen@vesitalous.fi Yhteistyössä Suomen Vesiyhdistys ry ILMOITUKSET Tuomo Häyrynen Puhelin 050 5857996 e-mail: ilmoitus.vesitalous@mvtt.fi PÄÄTOIMITTAJA Minna Maasilta Maaja vesitekniikan tuki ry Annankatu 29 A 18, 00100 Helsinki e-mail: minna.maasilta@mvtt.fi TOIMITUSSIHTEERI Tuomo Häyrynen Uuhenkuja 4, 80140 Joensuu Puhelin 050 585 7996 e-mail: tuomo.hayrynen@vesitalous.fi TILAUKSET JA OSOITTEENMUUTOKSET Taina Hihkiö Maaja vesitekniikan tuki ry Puhelin (09) 694 0622 e-mail: vesitalous@mvtt.fi ULKOASU JA TAITTO Taittopalvelu Jarkko Narvanne, PAINOPAIKKA Forssa Print | ISSN 0505-3838 Asiantuntijat ovat tarkastaneet lehden artikkelit. Tämän numeron kokosi Saijariina Toivikko e-mail: saijariina.toivikko@vvy.fi Kansikuva: Seuraavassa numerossa teemana on Vesi ja paikkatieto. Riina Liikanen, tekn.tri., vesiasiain päällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Saijariina Toivikko, dipl.ins., vesiasian päällikkö, Suomen Vesilaitosyhdistys ry Minna Maasilta, dipl.ins., toiminnanjohtaja, Maaja vesitekniikan tuki ry Pekka Rossi, tekn.tri., apulaisprofessori, Oulun yliopisto, vesija ympäristötekniikka Annina Takala, dipl.ins., Suomen Vesiyhdistys ry Riku Vahala, tekn.tri., vesihuoltotekniikan professori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Olli Varis, tekn. Sisältö 3/2022 HYDRO CLICK Juomavesisäiliöiden pinnoitus agru Kunststofftechnik Gesellschaft m.b.H. Laura H. tri, vesitalouden professori, Aalto-yliopisto, Insinööritieteiden korkeakoulu Erkki Vuori, lääket.kir.tri., professori, emeritus, Helsingin yliopisto, oikeuslääketieteen osasto Lehti ilmestyy kuusi kertaa vuodessa. | Ing.-Pesendorfer-Strasse 31 | 4540 Bad Hall, Itävalta| www.agru.at | NOPEA JA VARMA ASENNUS HYDRO CLICK -levyt kiinnitetään esiasennettuihin profiileihin 50 VUODEN KÄYTTÖIKÄ PE ei sisällä pehmittimiä, ja se kestää jäätymistä ja korroosiota VÄHÄINEN HUOLLON TARVE Vaalea pinta, korkeapainepuhdistus, vuodonvalvonta VANKKA KOKEMUS MUOVEISTA Vuosikymmenten kokemus sekä tutkimusja kehitystyö BETONIANKKURI RUISKUPURISTETTU Lisäosien mekaaniseen kiinnittämiseen betonisilla suojalevyillä ja HYDRO CLICK -järjestelmällä vuorattuihin säiliöihin.. mennessä. Ilmoitusvaraukset 25.7. TOIMITUSKUNTA Hannele Kärkinen, dipl.ins. Vuosikerran hinta on printtilehtenä 65 € ja digilehtenä 50 €. 4 Vesihuoltolaitosten varautumisen ja resilienssin merkitys korostuu Osmo Seppälä VESIHUOLTO 5 Aktiivihiilisuodatuksen sosiaalinen vastuullisuus ja ympäristöjalanjälki Anna Vilén, Noah Peysson ja Panu Laurell 10 Typpioksiduulipäästöt jätevedenpuhdistuksessa Kati Blomberg ja Anna Kuokkanen 14 Vesihuoltolaitosten omaisuudenhallinta: kohti suunnitelmallista saneerausja investointiohjelmaa Anne-Mari Aurola, Riitta Kettunen ja Heikki Syrjälä 19 Kokemuksia vesihuoltolaitosten yhteistyön kehittämisestä Joni Koskikala ja Aleksi Kiiski 24 Viemäreiden kunnon tutkiminen, visuaaliset tutkimusmenetelmät Matti Ojala ja Sakari Kuikka 29 Yhdyskuntajätevesien satunnaispäästöjen valtakunnallinen tarkastelu Vuokko Laukka, Jyrki Laitinen, Janne Juntunen, Niina Kotamäki, Katri Siimes, Arto Laikari, Maria Dubovik, Ville Rinta-Hiiro, Ilkka Miettinen ja Päivi Meriläinen 34 Tutkimus kupariputkien pistekorroosiosta Martti Latva, Aino Pelto-Huikko ja Tuija Kaunisto 37 Yhdyskuntajäteveden puhdistamisen green deal -sopimus Ari Kangas ja Paula Lindell 40 Vesihuoltolaitosten laatujärjestelmän malli Anne Kuulas ja Eero Makkonen 42 Suunnitteluohjeet kemiallisen saostuksen toimintavarmuuden parantamiseksi vesihuollossa Maija Vilpanen ja Johanna Herttuainen 44 Vesihuollon häiriötilanteiden toimintakorttien uudet mallipohjat on julkaistu Ritva Laitala MUUT AIHEET 45 Soveltuuko ultraääni sinileväkukintojen torjuntaan. Härkönen, Kristiina Vuorio, Satu Estlander ja Sanna Korkonen 50 Säätöventtiilien virtaustekniikasta Martti Pulli 51 Vesialan opinnäytetyöt 51 Ajankohtaista vesiyhdistykseltä 52 Kansallisen vesihuoltouudistuksen askelmerkit tarkentuvat Tuomo Häyrynen 56 Liikehakemisto 58 Abstracts 59 Vieraskynä Katri Liekkilä VESITALOUS www.vesitalous.fi VOL. Vesitalous 4/2022 ilmestyy 2.9
Muun muassa materiaalien saatavuus ja hintojen raju kohoaminen sekä kyberturvallisuushuolet koettelevat alaa laajasti. Tilannekuvan hahmottamiseksi ja vuoropuhelun aktivoimiseksi olemme hiljattain toteuttaneet mm. Laitosten toiminnan ja talouden seurantaa ja kehittämistä silmällä pitäen VVY on myös käynnistämässä useita hankkeita. Lukuisien kehittämishankkeiden keskellä VVY ei ole unohtanut keskeistä rooliaan toimialan ja erityisesti vesihuoltolaitosten edunvalvonnassa. Vesihuoltouudistuksen tavoitteista ja tilanteista saamme ajankohtaisen katsauksen lehdessä olevista keskeisten vaikuttajien haastatteluista. pätevyysvaatimuksia koskeva esiselvitys ja pitkän aikavälin investointisuunnittelun ohjeet ja mallit. Strategiamme toimeenpano on lähtenyt hyvin käyntiin. Vesihuoltouudistuksen tavoitteissa ja suunnitelluissa toimenpiteissä näkyvät vahvasti tarve vesihuollon toimijakentän rakenteellisiin uudistuksiin ja yhteistyön vahvistamiseen. Koronapandemia harjaannutti vesihuoltolaitoksia varautumisessa ja toimintakyvyn säilyttämisessä erityisesti henkilöstöresurssien haavoittuvuuden näkökulmasta. Olemme aloittaneet tai käynnistämässä useita strategisia kehittämishankkeita, jotka samalla edistävät kansallisen vesihuoltouudistuksen tavoitteita. Kriittisen infrastruktuurin resilienssin parantamiseen liittyvän sääntelyn muuttamista käsitellään tämän lehden Vieraskynä -kirjoituksessa. Toimivan ja turvallisen vesihuollon merkitys korostuu näinä epävarmoina aikoina. Webinaareina toteutetut koulutuksemme ovat myös vetäneet hyvin osallistujia. VVY:n ohella uskon tästä olevan kovasti hyötyä myös vesihuoltolaitoksille niiden paikallisessa ja alueellisessa vaikuttamistyössä. Korona-ajan hyvä puoli VVY:n näkökulmasta oli, että lukuisien webinaarien kautta saimme tilaisuuden tehdä toimialamme strategiaa laajasti tutuksi sekä jäsenistöllemme että laajemmalle yleisölle. Hyvän vesihuollon kriteerien soveltuvuutta ja käyttöönottoa testataan valmisteilla olevalla helppokäyttöisellä verkkotyökalulla. Koronatilanteen ja Ukrainan sodan moninaiset yhteisvaikutukset tuovat vielä huomattavasti lisää muuttujia toimintavarmuuden ja resilienssin ylläpitämiseen. Samaan aikaan Euroopan heikentynyt turvallisuustilanne on luonut uuden synkän varjon lähitulevaisuudelle. Vesihuollon organisoinnin vaihtoehtoja koskeva selvitys on käynnistymässä lähiaikoina. Resurssiemme käytön tehostamiseksi ja edunvalvontamme vaikuttavuuden parantamiseksi olemme parhaillaan tekemässä edunvalvontamme ja siihen liittyvän viestinnän vaikuttamissuunnitelmaa. kuntapäättäjille suunnatun tutkimuksen ja vastaavan sisältöisen kyselyn VVY:n jäsenlaitoksille. Muita kiinteästi vesihuoltouudistuksen toimeenpanoon liittyviä VVY:n kehittämishankkeita ovat mm. Kohtaamiset ruudun kautta ovat tulleet kaikille tutuiksi ja ovat vaivattomia, mutta mikään ei korvaa henkilökohtaisia kontakteja. Se selkeyttää ja jäsentää edunvalvontamme tavoitteita, kohderyhmiä ja pääviestejä tähänastista paremmin. Vesihuoltolaitosten varautumista, valmiuden tehostamista ja kykyä selviytyä kriiseistä käsitellään myös Vesihuolto 2022 -päivien avajaisesityksissä. K oronapandemia on ainakin toistaiseksi hieman hellittänyt otettaan ja tilanne näyttää sen puolesta pitkästä aikaa valoisammalta. OSMO SEPPÄLÄ toimitusjohtaja, Vesilaitosyhdistys osmo.seppala@vvy.fi Vesihuoltolaitosten varautumisen ja resilienssin merkitys korostuu 4 www.vesitalous.fi PÄÄKIRJOITUS. Kaiken tämän huolen keskellä on todella virkistävää ja antoisaa päästä pitkän eristäytymisen jälkeen isolla vesihuoltoväen joukolla vaihtamaan kuulumisia ja kokemuksia kasvokkain Vesihuolto 2022 -päivillä Vaasan alueella
Aktiivihiilen elinkaari ja tutkimuksen rajaukset. Aktiivihiilisuodatus on yleisesti käytössä vesihuollossa erityisesti talousveden orgaanisen aineen poistossa ja hajun ja maun parantamisessa. Aktiivihiili on tunnistettu vesihuollossa vastuullisuuden kannalta riskialttiiksi materiaaliksi, jonka tarkkoja vaikutuksia on haastava selvittää monitasoisen arvoketjun takia. Veden puhdis tuksessa käytetty aktiivihiili on tyypillisesti aktivoitu fyysisellä aktivointimenetelmällä, jolloin raakaaine ensin hiilletään biohiileksi ja sitten aktivoidaan korkeassa lämpötilassa. Aalto-yliopiston kaksiosaisessa lopputyössä tutkittiin eri aktiivi hiilten tuotannon vaikutuksia vesihuoltolaitoksen vastuullisen hankinnan tueksi. Talousvedenpuhdistuksessa aktiivi hiilien adsorptiokapasiteetti on käytetty noin vuodessa, jonka jälkeen suodatin toimii ainoastaan biologisena suodattimena. Aktiivihiilisuodatuksen sosiaalinen vastuullisuus ja ympäristöjalanjälki Kuva 1. Projektissa vertailtiin viidestä eri raakaaineesta valmistettua granulaarista aktiivihiiltä, ja tavoitteena oli selvittää, voiko raakaainevalinnalla edesauttaa aktiivihiilisuodatuksen vastuullisuutta. Aalto-yliopisto yhteistyössä HSY:n kanssa tutki aktiivihiilen kokonaisvaltaista vastuullisuutta kahdessa samanaikaisessa lopputyössä: toisen aiheena oli kvantitatiivinen ympäristövaikutusten tarkastelu (Vilén 2021) ja toisen aiheena kvalitatiivinen ympäristöja sosiaalisen vastuullisuuden tarkastelu (Peysson 2022). NOAH PEYSSON Kauppatieteiden kandidaatti, Aalto-yliopisto noah.peysson@aalto.fi Kirjoittaja on pian valmistuva kauppatieteiden maisteri Creative Sustainability -pääaineesta. Aktiivihiilen kyky poistaa epäpuhtauksia on kuitenkin ristiriidassa sen valmistuksen suuren ympäristöjalanjäljen kanssa. HSY:n tapauksessa aktiivihiili ANNA VILÉN DI, Aalto-yliopisto anna-elina.vilen@aalto.fi Kirjoittaja on juuri valmistunut vesija ympäristötekniikan DI, joka työskentelee elinkaarilaskennan parissa. 1 Raakamateriaalin hankinta Materiaalin prosessointi Hiiltäminen Aktivointi Käyttö Jätehuolto Reaktivointi Elinkaariarvionnin systeemirajaus Sosiaalisen vastuullisuuden arvionnin rajaus 5 Vesitalous 3/2022 VESIHUOLTO. A ktiivihiili on tehokas adsorbentti huokoisuutensa, suuren pintaalansa ja pintareaktiivisuutensa ansiosta. Aktiivihiilen raaka-aine voi olla neitseellinen tai teollisuuden ylijäämä. Kuva 1 havainnollistaa aktiivihiilen elinkaaren ja tämän tutkimuksen keskittymispisteet. Adsorptio saadaan palautettua joko uusimalla hiilet kokonaan tai reaktivoimalla ne. Raaka-aineiksi valittiin sekä globaaliettä lähituotannon materiaaleja: kiinalainen kivihiili, intialainen kookospähkinän kuori, suomalainen turve, suomalainen ylijäämäpuu ja kierrätetty (reaktivoitu) aktiivihiili. PANU LAURELL DI, Helsingin seudun ympäristöpalvelut (HSY) panu.laurell@hsy.fi Tarve ja paine tehdä vastuullisia hankintoja lisääntyy sekä lainsäädännön että asiakkaiden osalta. Ympäristövaikutusten lisäksi aktiivihiilen arvoketju on monitasoinen, minkä takia sosiaalisia haittavaikutuksia voi jäädä piiloon etenkin ketjun alkupuolella
(2016) •Puuperäinen: Ecoinvent ja Gu et al. eq/kg aktiivihiiltä). eq.] Korvaavan aktiivihiilen tuotanto Muu Kuljetus Sähköntuotanto Maakaasun tuotanto Suorat päästöt Raakamateriaalin hankinta Kivihiili Turve Kookos Puu Reaktivoitu 2 4 6 8 10 Lämmityspotentiaali (ilman biogeenisiä päästöjä) [kg CO2 eq.] Kivihiili Turve Kookos Puu Reaktivoitu 2 4 6 8 10 Lämmityspotentiaali (ilman biogeenisiä päästöjä) [kg CO2 eq.] Kuva 2. •Laskenta tehtiin GaBi-ohjelmistolla •Data kerättiin Ecoinvent-tietokannasta, kirjallisuudesta ja haastatteluista: •Kivihiiliperäinen ja reaktivoitu: Ecoinvent, Bayer et al. Eri aktiivihiilten lämmityspotentiaali ilman biogeenisiä päästöjä (kg CO. 2 4 6 8 10 Lämmityspotentiaali [kg CO. (2018) Lämmityspotentiaali riippuu biogeenisten päästöjen sisällytyksestä Aktiivihiilen tuotannon suorat päästöt (ns. Alla tiivistetään käytetty metodologia: •Metodologia seuraa standardeja ISO 14040 ja 14044, mutta tutkimus ei täysin täytä standardien vaatimuksia •Puun ja kookospähkinänkuoren oletettiin olevan ylijäämämateriaaleja, eli raaka-aineen hankinnalle ei allokoitu ympäristövaikutuksia •Toiminnalliseksi yksiköksi valittiin 1 kg granulaarista aktiivihiiltä, eli tulokset laskettiin kg aktiivihiiltä kohti •Tutkimuksessa ei huomioitu käytön aikaisia eroja eri aktiivihiilten välillä. Tässä tutkimuksessa toteutettu elinkaariarviointi keskittyy aktiivihiilen elinkaareen ennen käyttöä (cradle to gate), koska kirjallisuuden ja HSY:n tekemien alustavien selvitysten mukaan käytön aikaiset päästöt ovat pienet valmistukseen verrattuna. kuljetetaan Belgiaan reaktivoitavaksi. piipunpääpäästöt) ja sähköntuotanto olivat merkittävimmät kasvihuonekaasupäästölähteet (Kuva 2 ja 3 ). (2005) ja Munoz et al. Reaktivoinnin aikana syntyy häviöitä, joiden määrä riippuu aktiivihiilen laadusta (HSY:n tapauksessa 15-20%), ja häviöt korvataan neitseellisellä aktiivihiilellä. • Mahdolliset ympäristövaikutukset laskettiin 12 kategoriassa CML 2001 -metodilla. Sosiaalisten vaikutusten tarkastelu keskittyy raaka-aineen hankintaan ja alkuprosessointiin, koska näissä vaiheissa tunnistettiin suurimmat sosiaalisen vastuullisuuden riskit. (2007) •Turveperäinen: Ecoinvent ja Vapo Oy (2019) •Kookosperäinen: Arena et al. eq.] Korvaavan aktiivihiilen tuotanto Muu Kuljetus Sähköntuotanto Maakaasun tuotanto Suorat päästöt Raakamateriaalin hankinta 2 4 6 8 10 Lämmityspotentiaali [kg CO. Neitseellisen aktiivihiilen tuotanto oli vastuussa 70% reaktivoidun aktiivihiilen lämmityspotentiaalista, vaikka sitä on tuotteessa vain noin 15%. Eri aktiivihiilten lämmityspotentiaali sisältäen biogeeniset päästöt (kg CO. Lämmityspotentiaali (engl. Kuva 3. Elinkaariarvioinnin metodologia Elinkaariarviointi (englanniksi life cycle assessment) on standardisoitu menetelmä tuotteen koko elinkaaren aikaisten ympäristövaikutusten arviointiin. eq.] Korvaavan aktiivihiilen tuotanto Muu Kuljetus Sähköntuotanto Maakaasun tuotanto Suorat päästöt Raakamateriaalin hankinta 2 4 6 8 10 Lämmityspotentiaali [kg CO. Global Warming Potential) valittiin pääkategoriaksi. eq/kg aktiivihiiltä). eq.] Korvaavan aktiivihiilen tuotanto Muu Kuljetus Sähköntuotanto Maakaasun tuotanto Suorat päästöt Raakamateriaalin hankinta 2 4 6 8 10 Lämmityspotentiaali [kg CO. 6 www.vesitalous.fi VESIHUOLTO. Kuljetuksen osuus lämmityspotentiaalista oli hyvin pieni kaikille aktiivihiilityypeille (alle 4%), eli lyhyt kuljetusmatka ei pienennä lähellä tuotettujen aktiivihiilten lämmityspotentiaalia
Pienimmät vaikutukset olivat kookosja reaktivoidulla aktiivihiilillä. Monitasoisen arvoketjun läpinäkyvyys on tyypillisesti heikko Aktiivihiilen valmistuksen sosiaalista ja kvalitatiivista ekologista vastuullisuutta tutkittiin kirjallisuuskatsauksella ja haastatteluilla alan toimijoiden ja sidosryhmien kanssa. Kivihiiliperäisellä aktiivihiilellä oli suurin ympäristöjalanjälki kymmenessä kahdestatoista tarkastelussa olleista kategorioista. Esimerkki monitasoisesta aktiivihiilen arvoketjusta. Koska aktiivihiiliteollisuudelle ominaista tietoa oli vaikea saada, suurin osa tämän tutkimuksen löydöksistä koskevat raaka-aineita yleisesti. Kivihiiliperäisellä aktiivihiilellä on suurimmat päästöt melkein jokaisessa kategoriassa Ympäristövaikutukset laskettiin myös kymmenessä muussa kategoriassa. On tyypillistä, että biogeeniset päästöt raportoidaan erikseen ja oletetaan olevan neutraaleja ilmastonmuutokselle, koska ne ovat osa hiilen luonnollista kiertoa. Vertailu muuttuu kuitenkin radikaalisti, jos biogeenisiä kasvihuonekaasupäästöjä ei sisällytetä lämmityspotentiaaliin (Kuva 3 ). Merien ja makean veden toksisuus sekä toksisuus ihmisille erottuivat joukosta merkittävimpinä ympäristövaikutuksina. Loppukäyttäjällä ei ole yhteyttä alihankkijoihin, joissa mahdolliset vastuullisuuden puutteet tyypillisesti piilevät (Wilhelm et al. Läpinäkyvyyden puute korostuu erityisesti globaaleissa arvoketjuissa, joita tässä tutkimuksessa edustavat kivihiilija kookosperäinen aktiivihiili. Kuva 4. 1 Loppukäyttäjä Hankkija Jälleenmyyjä Tuottaja Toimittaja Emoyhtiö Toimittaja Hankinta Tuotanto Maveplan 7 Vesitalous 3/2022 VESIHUOLTO. Kun kaikki kasvihuonekaasupäästöt sisällytetään laskentaan (Kuva 2 ), reaktivoidun kivihiiliperäisen lämmityspotentiaali on alle kolmannes neitseellisten aktiivihiilten lämmityspotentiaalista. Erot neitseellisten aktiivihiilten välillä ovat suhteellisen pienet. Biomassaperäisten aktiivihiilten (puu ja kookos) lämmityspotentiaali putoaa noin puoleen reaktivoidun kivihiiliperäisen aktiivihiilen vaikutuksesta: aktivoinnin suorat päästöt ovat biogeenisiä ja täten sähköntuotanto on ainoa merkittävä päästölähde. 2016). Kun vesihuoltolaitos hankkii aktiivihiiltä, raaka-aineen ja vesilaitoksen välissä on tyypillisesti monta toimijaa (Kuva 4 )
Historiallisesi merkittävät loukkaantumiset ja jopa kuolemat kivihiilikaivoksissa ovat kuitenkin vähentyneet, koska kaivostoiminta on keskittynyt suurille valtion omistamille toimijoille. Suuri osa maailman kookostuotannosta sijoittuu Kaakkois-Aasiaan erityisesti Filippiineille, Indonesiaan ja Intiaan. Kaakkois-Aasian kookosteollisuudessa on kuitenkin niin paljon eri toimijoita, että tuotantotavat voivat vaihdella paljonkin alueittain. Tutustu palveluihimme kvvy.fi Vesihuoltolaitosten ykköskumppani Meiltä myös suositut vesilaitoshenkilökunnan koulutukset! Ota yhteyttä: myynti@kvvy.fi, 03 246 1301 Ympäristövastuuta yhdessä. Aktiivihiilen tuotantoon käytetään kookospähkinän kuorta, joka on kookostuotteiden tuotannon sivutuote, joka olisi muuten voinut päätyä jätteeksi. On tyypillistä, että kookospähkinän kuoret hiilletään paikallisesti avoimissa kuopissa biohiileksi ja aktiivihiilen valmistajat ostavat biohiiltä raaka-aineeksensa. Louhintatoiminta saastuttaa ilmaa, vettä ja vähentää luonnon monimuotoisuutta (Meng et al. Toimijoiden määrä on Suomessa paljon pienempi ja arvoketjut ovat lyhyempiä kuin globaalien raaka-aineiden kohdalla, joten läpinäkyvyys arvoketjun alkupäähän on helpompi toteuttaa. Kiinalainen kivihiili osoittautui kaikkein haasteellisimmaksi raaka-aineeksi tutkia: tuottajista oli niukasti saatavilla avointa tietoa ja kielimuuri vaikeutti tiedonhakua ja yhteydenottoa. Johtopäätökset kivihiilen osalta perustuvat siksi pääosin kirjallisuuteen ja aiempiin tutkimuksiin. Nykyinen tuotanto Suomessa on vielä pienimuotoista ja raaka-aineen hankinta pystytään todennäköisesti kattamaan jo olemassa olevilla turpeennostoalueilla. Suomen puuteollisuus tuottaa paljon sivuvirtoja, kuten puunkuorta ja sahanpurua, joista olisi mahdollisuus jatkojalostaa aktiivihiiltä. 2019). Vaikka kansainvälisellä tasolla valmistetaankin jo aktiivihiiltä puusta, sitä ei vielä valmisteta Suomessa. Ympäristövaikutukset voivat olla merkittävämpiä tilanteessa, jossa tuotannon mittakaava kasvaa niin suureksi, että joudutaan ottamaan käyttöön uusia turpeennostoalueita. Jos raaka-aineena käytetään sivuvirtaa, aktiivihiilen valmistus ei suoranaisesti lisäisi tarvetta hakkuille. Erityisesti turveaktiivihiilen kohdalla on mahdollisuus saavuttaa hyvinkin läpinäkyvä arvoketju jopa niin pitkälle, että tiedetään mistä turve on nostettu. KVVY Tutkimus Oy 1/4 8 www.vesitalous.fi VESIHUOLTO KVVY Tutkimus Oy Vesihuollon asiantuntija vuosikymmenten kokemuksella. Aktiivihiilen valmistaja on yleisesti ottaen myös turpeen nostaja, joten välikäsiä on vähän. Turve on kuitenkin fossiilinen materiaali, jonka nostolla on negatiivisia vaikutuksia ilmastolle, biodiversiteetille ja luonnonvesille (Heikkilä et al 2013). Arviolta yli 90% kookoksista on peräisin pieniltä maatiloilta, ja kookokset ovat tärkeä elinkeino monelle viljelijälle. Sen lisäksi että kivihiilen louhinta edistää ilmastonmuutosta, sillä tiedetään olevan myös välittömiä vaikutuksia ympäröivän alueen luontoon ja ihmisten terveydelle. 2009 & Yang et al. Sosiaaliset riskit ovat todennäköisesti vähäisemmät kuin kivihiilen ja kookoksen kohdalla, mutta niitä silti esiintyy: Maankäytön muutokset, vesien pilaantuminen ja biodiversiteetin väheneminen kaikki vaikuttavat alueen ihmisten elinkeinomahdollisuuksin ja vapaa-ajan viettoon luonnossa. Neitseellisestä puusta valmistetulla aktiivihiilellä on samanlaisia negatiivisia vaikutuksia kuin puuteollisuudessa yleisesti: erityisesti avohakkuut heikentävät biodiversiteettiä ja hiilinieluja. Vaikka aktiivihiilen tuottajat pyrkivät kehittämään hiiltämisteknologiaa, nykyisistä metodeista vapautuu ympäristöön epäpuhtauksia ja on mahdollisesti haitallinen tekijöilleen. (Coca 2020) Kotimaisella aktiivihiilellä on mahdollisuus yleistyä tulevaisuudessa Suomen turveja puuteollisuus ovat hyvin vakiintuneita ja säänneltyjä, ja vaikka kotimaisia raaka-aineita ei vielä ole hyödynnetty aktiivisesti aktiivihiilenä, tähän näyttäisi olevan hyvät mahdollisuudet
638—651. (2019). A survey of local community perspectives in China. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.03.073. https://doi.org/10.1016/j.exis.2019.02.006 Lisätietoa Vilén, Anna. Vesija ympäristötekniikan diplomityö. Lyhyellä aikavälillä paikallisen materiaalin valitseminen tarjoaa helpoimman tavan pienentää sosiaalisia vaikutuksia, mutta globaaleja materiaaleja ei kannata poissulkea, koska raakamateriaalin tuotanto on monelle tärkeä elinkeino. Kirjallisuus Arena, N., Lee, J. Heikkilä, R., Ratamäki, O., & Lindholm, T. https://doi.org/10.1016/j.watres.2005.02.005. Peysson, Noah. Meng, L., Feng, Q-Y., Zhou, L., Lu P., Meng Q-J (2009). Journal of Cleaner Production. (2016). 24(5). Vesihuoltolaitoksilla on tärkeä rooli vaatia läpinäkyvyyttä ja vastuullisuutta riskialttiiden materiaalien hankinnassa. In Finnish: Hakemus Vapo Oy:n Ilomantsin hiililaitoksen ympäristöluvan muuttamiseksi. Kauppakorkeakoulun Creative Sustainability pro gradu -tutkielma. (2013). & Domènech, X. Aaltoyliopisto. (2007). Journal of Operations Management, 41(1), 42–60. pp. M., Blome, C., Bhakoo, V., & Paulraj, A. pp. The Extractive Industries and Society, 6(2), 584– 592. 125. Coca, N. (2016). Improving environmental and social considerations in supply chain management: HSY and sourcing activated carbon. Environmental impact of activated carbon production from various raw materials. ISSN 0959-6526. (2019). 68—77. & Clift, R. Recent debates on peat exploitation. “The Dirty Secret Behind The West’s Coconut Fad”. https://doi.org/10.1089/ees.2006.0134. Environmental cumulative effects of coal underground mining. Wilhelm, M. Lisää tutkimusta tarvitaan näiden materiaalien sopivuudesta vesihuollon aktiivihiilisuodatukseen ja reaktivointiin. Muñoz, I., Peral, J., Antonio Ayllón, J., Malato, S., José Martin, M., Yves Perrot, J., Vincent, M. 229—243. 50. 9 Vesitalous 3/2022 VESIHUOLTO. & Alanya-Rosenbaum, S. (2005). Vapo Oy. (2018). Economical and ecological comparison of granular activated carbon (GAC) adsorber refill strategies. Is mining harmful or beneficial. Jos fossiiliperäistä aktiivihiiltä kuitenkin käytetään, ympäristövaikutuksia voidaan pienentää kierrättämällä eli reaktivoimalla aktiivihiili. pp. Vaikka biogeeniset päästöt huomioitaisiin, materiaalit olisivat todennäköisesti muutenkin päätyneet päästöiksi joko energiantuotannossa tai luonnollisessa mätänemisessä. Environmental Engineering Science. https://doi.org/10.1016/j.jom.2015.11.001 Yang, X., & Ho, P. Sustainability in multi-tier supply chains: Understanding the double agency role of the first-tier supplier. Saatavilla: https://rainforestjournalismfund.org/stories/dirtysecret-behind-wests-coconut-fad Gu, H., Bergman, R., Anderson, N. (2020). Life Cycle Assessment of activated carbon production from coconut shells. ISSN 0735-6161. Vesihuoltolaitoksilla on tärkeä rooli vaatia vastuullisuutta ja läpinäkyvyyttä Ylijäämämateriaaleista valmistetuilla kookosja puuperäisillä aktiivihiilillä vaikuttaa olevan kaikkein pienimmät ilmastovaikutukset. Saatavilla: https://ylupa.avi.fi/fi-FI/asia/1642635. (Ei vielä julkaistu). Bayer, P., Heuer, E., Karl, U., Finkel, M. Life-Cycle Assessment of a Coupled Advanced Oxidation-Biological Process for Wastewater Treatment: Comparison with Granular Activated Carbon Adsorption. 1719-1728. Water Research, 39(9), p. Rainforest Journalism Fund. https://doi.org/10.22382/wfs-2018-024. Aalto-yliopisto. Aktiivihiilityyppien tarkkoja sosiaalisia ja ympäristövaikutuksia oli vaikea määrittää, koska läpinäkyvyys ja halukkuus jakaa tietoa arvoketjuissa oli monen raaka-aineen kohdalla alhaista. (2021). Lisää avoimuutta ja yhteistyötä koko arvoketjun aikana tarvitaan vastuullisuuden parantamiseksi. Wood and Fiber Science. Life cycle assessment of activated carbon from woody biomass
Suuruusluokkana tämä on hieman vähemmän kuin esimerkiksi paljon mediassa esillä olleet lentoliikenteen aiheuttamat päästöt, joiden vastaava osuus on noin 1,9 %. Typenpoiston häiriötilanteissa prosenttiosuus voi kasvaa moninkertaisesti, kuten Viikinmäessä tapahtui keväällä 2019 (Kuokkanen et al., 2020). ja Roser M. Viikinmäen tapauksessa noin 1–2 % tulevasta typestä päätyy typpioksiduulipäästöiksi. Prosessiolosuhteiden vaikutus päästöihin Jätevedenpuhdistuksen typpioksiduulipäästöille tyypillistä on voimakas vuorokausittainen, kuukausittainen sekä vuosittainen vaihtelu. Vaikka typpioksiduulilla on merkittävä rooli jätevedenpuhdistuksen kasvihuonekaasupäästöissä, niin kuitenkin suurimmat ihmisperäiset typpioksiduulipäästöt ovat peräisin maatalouden typpilannoitteista. (2020) mukaan yhteiskuntien jätevedet aiheuttavat noin 1,3 % kaikista ihmisen aiheuttamista kasvihuonekaasupäästöistä. Merkittävin ero näiden reaktioreittien välillä on, että nitrifikaatioon liittyvissä reaktioreiteissä typpioksiduuli on sivutuote, kun taas denitrifikaatiossa välituote, joka kuluu täydellisessä denitrifikaatiossa typpikaasuksi. Näin ollen typpioksiduulilla on keskeinen merkitys jätevedenpuhdistamoiden päästötaseessa ja hiilineutraaliuteen liittyvissä tavoitteissa. 2020). Näistä kaksi liittyy nitrifikaatioon ja kolmas denitrifikaatioon. Typpioksiduulipäästöt jätevedenpuhdistuksessa 10 www.vesitalous.fi VESIHUOLTO. Tämän lisäksi myös prosessiolosuhteilla ja ajotavoilla on vaikutusta sekä typpioksiduulin muodostumiseen että vapautumiseen kaasumaisessa muodossa. J ätevesiin liittyviä päästöjä on hyvin haastava arvioida maailmanlaajuisesti, mutta Ritchie H. Puhdistamoiden toimintaympäristö kuitenkin muuttuu, ja ympäristön kannalta merkittäviksi on tunnistettu myös puhdistamoiden kasvihuonekaasupäästöt. Typpioksiduulin dynamiikkaan liittyen merkittävä näkökulma on myös, että denitrifikaatio on ainoa reaktioreitti, jossa typpioksiduuli myös kuluu, KATI BLOMBERG DI, projekti-insinööri Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä HSY kati.blomberg@hsy.fi ANNA KUOKKANEN TkL, projektipäällikkö Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä HSY anna.kuokkanen@hsy.fi Jätevedenpuhdistuksen tärkein tehtävä on puhdistaa jätevesistä ravinteita ja orgaanista ainesta. Typpioksiduuli muodostuu jätevedenpuhdistamoilla pääasiassa biologisessa typenpoistossa. Vaihtelusta osa selittyy jäteveden vuorokausivaihtelulla, vuodenaikojen vaihtelulla sekä muulla tulevan veden laadun vaihtelulla. Typpioksiduuli on noin 300 kertaa hiilidioksidia voimakkaampi kasvihuonekaasu, jolla on lisäksi otsonikerrosta hajottava vaikutus. Tämän lisäksi muun muassa luonnollisilla typenkierron prosesseilla maaperän sedimenteissä on merkittävä osuus kokonaistaseessa. Viikinmäen jätevedenpuhdistamon suorista prosessipäästöistä jopa 80 %. Mistä jätevedenpuhdistuksen kasvihuone kaasu päästöt muodostuvat. Viikinmäen puhdistamolla on tehty pitkäjänteistä tutkimusta kasvihuonekaasupäästöihin liittyen jo yli kymmenen vuoden ajan. Puhdistus prosessin suorista päästöistä merkittävimmät ovat typpioksiduuli, kansanomaisemmin ilokaasu, ja metaani. Nykykäsityksen mukaan typpioksiduulia voi muodostua kolmen eri reaktioreitin seurauksena. Jätevedenpuhdistuksen kokonaispäästöistä typpioksiduuli muodostaa Viikinmäessä noin 60 % kun mukaan lasketaan myös epäsuorat päästöt esimerkiksi energiankulutuksesta ja kemikaaleista. Myös vaihtelu päästöjen suuruudessa eri laitosten välillä on suurta. Näistä typpioksiduuli on merkittävämpi, muodostaen mm. Tarkkoja syy-seuraus-suhteita eri veden laatutekijöiden ja typpioksiduulipäästöjen välillä ei olla pystytty yksiselitteisesti määrittämään. (Ritchie H. (Tian et al., 2020). ja Roser M. Vastaava luku vaihtelee voimakkaasti eri puhdistamoilla
Anturi siirrettiin vuonna 2017 edustavampaan pisteeseen, mikä näkyy datan laadussa. Kuvassa 1 on esitetty pitkän aikavälin mittausdataa, jota on kerätty FTIR-analysaattorilla poistoilmapiipusta. Liukoisen hapen pitoisuudella on merkitystä sekä nitrifikaation että denitrifikaation kannalta. Korkeat nitriittipitoisuudet on liitetty kohonneisiin typpioksiduulipäästöihin myös muilla puhdistamoilla (Gruber W. Hiilen ja typen suhde vaikuttaa denitrifikaation tehokuuteen ja hiilirajoitteisessa prosessissa denitrifikaatioon liittyviä typpioksiduulipäästöjä muodostuu, sillä denitrifikaatio ei tällaisissa olosuhteissa usein ole täydellistä. Näin ollen lämpötilan vaikutusta typpioksiduulipäästöihin tulee jatkossa tutkia vielä lisää. Tutkittavia prosessitekijöitä on tunnistettu biologisella prosessimallinnuksella (Blomberg et al., 2018). Käytännössä tutkimus on keskittynyt ilmastuksen happisäädön optimointiin, lieteikään sekä kemikaalisyötön vaikutuksiin esimerkiksi metanolin ja alkaloinnin osalta. Alustavien tulosten mukaan ammoniumtyppipitoisuuteen perustuvan happisäädön opti11 Vesitalous 3/2022 VESIHUOLTO. HSY raportoi nämä kaasumaisten päästöjen FTIR-mittaustulokset vuosittain vuosiraportissaan. Suuri ilmastustilavuus toisaalta pienentää denitrifikaatiotilavuutta, joka taas vastaavasti vähentää typpioksiduulin kulutusta prosessissa. Viikinmäessä typpioksiduulipäästöt kohosivat moninkertaisiksi vuonna 2019 kun nitriitin osuus nitriitin ja nitraatin summasta oli lähes 80 % (Kuokkanen et al., 2020). Vuosien varrella on tutkittu paljon eri prosessiolosuhteiden vaikutusta typpioksiduulin muodostumiseen ja päästöihin. Viikinmäen jätevedenpuhdistamo on rakennettu kallion sisään, mikä tarjoaa maailman mittakaavassa poikkeuksellisen hyvät olosuhteet laitosmittakaavan päästöjen mittaamiseen ja seurantaan. liukoisen typpioksiduulin pitoisuus, ilmastuksen voimakkuus sekä altaiden syvyys. Kuvassa 2 on esitetty Viikinmäen puhdistamon nykyiset typpioksiduulin mittausjärjestelyt. Puhdistamon ilmanvaihto on toteutettu siten, että kaikki prosessi-ilma johdetaan ulos puhdistamon poistoilmapiipun kautta. Viikinmäessä tehtyjen tutkimusten mukaan anoksilohkojen päästöt ovat olleet vain muutaman prosentin luokkaa verrattuna ilmastettujen lohkojen päästöihin. Poistoilmapiippuun on asennettu vuonna 2012 FTIR-analysaattori, joka mittaa jatkuvatoimisesti ilmassa olevien kaasukomponenttien pitoisuuksia. Käytännössä tämä tarkoittaa, että typpioksiduulipäästöt ovat suurimmillaan ilmastetuissa lohkoissa riippumatta siitä missä lohkoissa typpioksiduuli on alun perin muodostunut. Poistoilmapiipun mittauksen lisäksi kahteen biologiseen linjaan on asennettu vesifaasin typpioksiduulin mittausanturit. Typpioksiduuli muodostuu mikrobitoiminnan seurauksena liukoiseen muotoon ja vapautuu kaasumaiseen muotoon strippaantumalla. Soveltuvan mittaustavan valintaan vaikuttavat keskeisesti mittauksen tavoitteet ja puhdistamon olosuhteet. Liian pienen happipitoisuuden nähdään nitrifikaatiossa johtavan kohonneisiin päästöihin ja vastaavasti hapen jäännöspitoisuus anoksilohkoissa johtaa denitrifikaatiosta aiheutuviin päästöihin. Kaasumaisia päästöjä voidaan mitata erilaisilla mittauskupujärjestelyillä, mikäli puhdistamolla on avoaltaat. et al., 2021). Tulosten mukaan myös typpioksiduulin muodostuminen on ollut moninkertaisesti suurempaa ilmastetuissa lohkoissa kuin anoksisissa lohkoissa. Merkittäviksi tekijöiksi on tunnistettu mm. Nestefaasin pitoisuuden mittaustietojen perusteella voidaan lisäksi arvioida typpioksiduulipäästöjä, jos tiedossa on lisäksi ilmastusilman määrä sekä altaiden syvyys. Viikinmäen tulosten mukaan asia ei kuitenkaan ole täysin yksiselitteinen, sillä kylmien vesien aikaan typpioksiduulipäästöt eivät aina ole olleet talvikaudella suuremmat kuin kesäisin. hiilidioksidin ja metaanin pitoisuuksia. Liukoisen typpioksiduulin pitoisuutta voidaan seurata vesifaasissa jatkuvatoimisin mittausanturein. Antureita on mahdollista siirtää lohkoista toiseen ja näiden avulla kerätään tietoa typpioksiduulin liukoisesta pitoisuudesta eri lohkoissa. liukoisen hapen pitoisuus, korkeat nitriittipitoisuudet, prosessiolosuhteiden vaihtelu tai muutosnopeudet, veden lämpötila sekä hiilen ja typen suhde. Tulevan veden lämpötila vaikuttaa typenpoiston, erityisesti nitrifikaation, tehokkuuteen, joka puolestaan vaikuttaa typpioksiduulipäästöjen muodostumiseen. Yleistäen kylmät vedet vaativat suuremman ilmastustilavuuden, joka taas tarkoittaa suurempaa typpioksiduulin strippaantumista. Päästöjen mittaaminen ja tutkimus Typpioksiduulin pitoisuutta voidaan mitata sekä ilmasta että vesifaasista. Typpioksiduulin muodostumisen lisäksi päästöjen suuruuteen vaikuttaa keskeisesti kaasun vapautuminen prosessista. jolloin tätä prosessia voidaan myös hyödyntää päästöjen vähentämisessä. Nitriitin pitoisuudella nähdään olevan myös keskeinen merkitys kohonneissa typpioksiduulipäästöissä. Strippaantumisen voimakkuuteen vaikuttavat mm. Aikaisempien tutkimusten valossa denitrifikaatio nähtiin usein typpioksiduulin pääasiallisena lähteenä jätevedenpuhdistuksessa, mutta nykykäsityksen mukaan nitrifikaatioon liittyvät reaktioreitit ovat usein keskeisemmässä roolissa. Viikinmäessä on vuodesta 2019 tehty laitosmittakaavan koeajoja, joilla on tutkittu päästöjen vähentämisen mahdollisuuksia prosessioperoinnin kannalta. Typpioksiduulin lisäksi FTIR-analysaattorilla seurataan myös mm
FTIR-analysaattori on asennettu poistoilmapiippuun ja nestefaasin mittaukset biologisille linjoille 5 ja 9. 12 www.vesitalous.fi VESIHUOLTO. Viikinmäen puhdistamon pitkäaikaista mittausdataa 2013-2019. Viikinmäen puhdistamon typpioksiduulin jatkuvatoimiset mittausjärjestelyt. Kuva 1. Kuva 2. Typenpoiston prosessihäiriö, joka aiheutti merkittävät typpioksiduulipäästöt näkyvät vuoden 2019 datassa
Linking seasonal N?O emissions and nitrification failures to microbial dynamics in a SBR wastewater treatment plant. Tian, H. et al. Mainstream shortcut nitritation-denitritation causing massive N?O emissions in a continuous activated sludge process. Tutkimusta tarvitaan lisää myös Suomessa, jotta saadaan selkeämpi kuva päästöistä pohjoisissa kylmissä olosuhteissa. Water Research X 11:100098. Mitä laitoksilla voidaan typpioksiduulipäästöjen osalta tehdä. and Greenhouse Gas Emissions”. 2020. Typpioksiduulipäästöjen vähentämisen osalta riittää vielä paljon tutkimustyötä ja keskeistä on, että kaasumaisten päästöjen hallintaan ei liity kompromisseja puhdistetun veden laadun osalta. Kirjallisuus Blomberg K., Kosse P., Mikola A., Kuokkanen A., Fred T., Heinonen M., Mulas M., Luebken M., Wichern M., & Vahala R. Tämän lisäksi voidaan hyödyntää prosessimallinnusta, jonka avulla puhdistamon toimintaa ja operointia voidaan simuloida ja tutkia typpioksiduulipäästöjen hallinnan näkökulmasta. Environmental Science & Technology. Myös lieteiän ja alkaloinnin osalta tulokset osoittavat alustavasti typpioksiduulipäästöjä pienentävää vaikutusta. 13 Vesitalous 3/2022 VESIHUOLTO. Retrieved from: ‘https://ourworldindata.org/co2and-other-greenhouse-gas-emissions’ [Online Resource] Data published by CAIT Climate Data Explorer via Climate Watch. Ritchie H. Suurempi askel typpioksiduulipäästöjen kartoittamisessa ja hallinnassa laitoksilla on erillisen typpioksiduulin mittauskampanjan toteuttaminen joko mittauskuputai nestefaasin mittausmenetelmällä. Suurempi lieteikä nostaa aktiivilieteprosessin lietemäärää, joka käytännössä tarkoittaa pienempää typpikuormaa mikrobiyksikköä kohden. Esimerkiksi lieteiän nostossa huomioitavaa on laitoksen hydraulinen kapasiteetti sekä toisaalta ilmastuksen optimoinnissa typenpoiston kokonaistulos. Published online at OurWorldInData.org. Yhteenveto Typpioksiduulia muodostuu väistämättä jätevedenpuhdistamon typenpoistoprosessissa, jonka vuoksi tavoitteena ei voi olla täydellinen päästöttömyys. Vastaavasti alkaliteettipitoisuuden nousu tehostaa nitrifikaatiota, ja oletus on, että tehokkaampi nitrifikaatio pienentää suhteellisesti muodostuvaa typpioksiduulin määrää. On hyvä myös pitää mielessä, että typpioksiduulia syntyy myös luonnossa, joten typpioksiduulipäästöjen pienentämistä ei tule tehdä typenpoistotehon kustannuksella. Tämä on myös tärkeä näkökulma, mikäli laitoksille tulevaisuudessa kohdistuu kasvihuonekaasupäästöihin liittyviä vaatimuksia. A comprehensive quantification of global nitrous oxide sources and sinks. Water Science and Technology. and Heinonen M., 2020. Ylimääräinen ilmastus lisää paitsi turhaa energiankulutusta, myös johtaa tarpeettomaan typpioksiduulin strippaantumiseen prosessista. Gruber W., Niederdorfer R., Ringwald J., Morgenroth E., Buergmann H., Joss A., 2021. 2018. Ensimmäinen askel on ilmastuksen säädön ja mittausten asianmukainen huolto ja ylläpito. moinnilla voidaan vähentää turhaa ilmastusta, joka puolestaan hillitsee typpioksiduulin strippaantumista prosessista. Kuokkanen A., Blomberg K., Mikola A. Yleisesti nitriitin pitoisuuden arvioidaan olevan aktiivilieteprosessissa hyvin pieni, jonka vuoksi tätä ei säännöllisesti puhdistamoilla mitata. Lisäksi laitoksella voidaan mahdollisuuksien mukaan toteuttaa nitriitin pitoisuuden mittauskampanja esimerkiksi osana puhdistamon käyttötarkkailua. Nitriitin merkitys korostuu typpioksiduulin huippupäästöjen yhteydessä, joten suuri nitriitin pitoisuus voi viitata merkittäviin typpioksiduulipäästöihin. Nature 586, 248–256. Extension of the ASM3 for modelling nitrous oxide production, and its calibration and validation for a full-scale wastewater treatment plant. 2020 “CO. Lisäksi useisiin prosessioperointiin liittyviin tekijöihin vaikuttamismahdollisuudet ovat varsin rajalliset. Oletuksena on, että tämä johtaa suhteessa pienempään typpioksiduulin muodostumiseen, sillä mikrobien kuormitus on vähäisempää. Suuri haaste päästöjen vähentämisessä kuitenkin liittyy biologiselle prosessille ja jätevedenpuhdistukselle tyypillisiin ominaisuuksiin, kuten tulevan veden laadun ja määrän vaihteluun, vuoden aikojen vaihteluun sekä aktiivilietteen mikrobien toimintaan. and Roser M
Rahan riittävyyden ohella vesilaitokset joutuvat arvioimaan myös omien resurssiensa riittävyyttä sekä samanaikaisesti toteutettaviksi tunnistettujen hankkeiden tuomia haasteita toimintavarmuuden näkökulmasta. minkä tasoista toimintavarmuutta haetaan, miten Tampereen kaupungin kasvusuunnitelmat vaikuttavat vedentuotannon ja jäteveden käsittelyn tarpeeseen sekä miten vesihuollon kehitys trendit otetaan haltuun. Voimmeko toteuttaa tarvittavat investoinnit seuraavan viiden tai kymmenen vuoden jaksolla. Tampereen Vedessä vuosina 2019–2021 tehdyn työn tavoitteena on varmistaa, että vesihuollon toimintavarmuus säilyy korkealla tasolla ja että Tampereen Veden omaisuutta hallitaan ja kehitetään pitkäjänteisesti ja suunnitelmallisesti. Vesihuoltolaitosten omaisuudenhallinta: kohti suunnitelmallista saneerausja investointiohjelmaa 14 www.vesitalous.fi VESIHUOLTO. ANNE-MARI AUROLA TkL, Vesihuollon laitossuunnitteluosaston prosessitiimin tiimipäällikkö, AFRY Finland Oy anne-mari.aurola@afry.com RIITTA KETTUNEN TkT, Tuotantojohtaja (vedentuotanto ja jätevedenpuhdistus), Tampereen Vesi Liikelaitos HEIKKI SYRJÄLÄ Ins. Tavoitteiden ja periaatteiden lisäksi investointistrategia kokosi yhteen aikaisemmin tehdyt selvitykset nykytilanteesta, vedentuotannon ja jätevedenkäsittelyn tulevaisuuden tarpeet sekä tavoitetilan vedentuotannolle ja -jakelulle sekä jätevedenpumppaukselle ja -puhdistukselle. lainsäädännön muuttuvat vaatimukset, kaupungin ja vesihuoltolaitoksen strategiset tavoitteet, lupaprosessien käynnistystarve sekä energiatehokkuustavoitteet ja hiilineutraaliuden saavuttaminen Kestävä Tampere 2030 mukaisesti. Vastaukset edellä esitettyihin kysymyksiin eivät aina kumpua vesihuoltolaitoksen taloudellisesta tilanteesta eikä laadittujen saneerausja investointikustannusarvioiden toteutumisesta. Näiden pohjalta investointistrategiaan kuvattiin mm. (AMK), Tekninen asiantuntija (vedentuotanto ja jätevedenpuhdistus), Tampereen Vesi Liikelaitos Paljonko tarvitsemme rahaa vesihuoltolaitoksemme tulevan vuoden investointeihin. Investointija saneerausohjelmasta saadaan apua myös päätöksentekoon, talouden suunnitteluun, riskinhallintaan, saneerausten priorisointiin sekä hankkeiden suunnitteluun ja resurssointiin. Vesihuoltolaitoksen hyvä omaisuudenhallinta edellyttää omaisuuden nykytilan realistista arviota, palvelutasotavoitteiden asettamista ja pitkän aikavälin suunnitelmaa saneerausja investointihankkeiden toteuttamiseksi. S uunnitelmallisuuden ja hankkeiden oikea-aikaisuuden tueksi Tampereen Vesi laati AFRY Finland Oy:n kanssa laitosten investointistrategian sekä pitkän tähtäimen saneerausja investointiohjelman. Strategiset tavoitteet Tampereen Veden investointistrategiaa ohjaaviksi tekijöiksi tunnistettiin mm. Säilyykö vesihuollon toimintavarmuus hyvänä
Strategiatyössä tuotiin esille myös sellaiset kehittämishankkeet, joiden pohjalta investointija saneerausohjelmaan voidaan tulevaisuudessa tunnistaa uusia laitosinvestointitarpeita, kuten esimerkiksi seudulliset vesihuoltotarpeet. Tästä syystä hankelistaa tullaan päivittämään vuosittain esim. Laitoskohteiden kuntoarvioista muodostui kohteen tekniseen kuntoon nojaava investointiajankohdan perälauta, josta määräytyi ns. lukumääräisinä ja euromääräisinä yhteenvetoina (Kuva 2 ) sekä hankekortteina lopullisessa ohjelmassa (esimerkki kuvassa 3 ). kansallisen vesihuoltouudistuksen valmistelu, Tampereen kaupungin vesihuollon kehittämissuunnitelma palvelutasokriteereineen, Tampereen Veden vesivarantoselvitys ja hankintastrategia. Kohteiden saneerausja investointitarpeet esitettiin mm. Nykytilan arvio AFRY Finland Oy ja Tampereen Vesi työstivät yhdessä Tampereen Veden investointija saneerausohjelmaa, joka käsitti yli 40 laitoskohteen nykytilan arviot. Tämä ajankohta yhdessä tunnistettujen strategisten tavoitteiden ohella ohjasi kohteen lopullista saneerausja investointiohjelmaan kiinnitettävää toteutusajankohtaa. Laitosten investointistrategiatyön sekä pitkän tähtäimen investointija saneerausohjelman vaiheet on esitetty kuvassa 1 . Kuntoarviot toteutettiin kohde kohteelta tekniikkaaloittain Tampereen Veden henkilöstön haastatteluihin, käyttöja kunnossapitohistoriaan sekä AFRYn asiantuntija-arvioihin pohjautuen. Saneerausja investointiohjelma Saneerausja investointiohjelmaan otettiin mukaan yli 40 talousja jätevesikohdetta, joiden saneerauksille laadittiin kustannusarviot, tarvittaessa esisuunnitelmat sekä alustava toteutusaikataulu. Investointija saneerausohjelmaa tehdessä todettiin, että saneerausja investointitarpeet pystytään tunnistamaan ja määrittelemään tarkemmin ensimmäisen kymmenen vuoden osalta, minkä jälkeen epävarmuus lisääntyy huomattavasti. Hankkeiden toteutusaikataulu ja kohteiden keskinäinen järjestys suunniteltiin useiden työpajojen aikana tilaajan kanssa ottaen huomioon investointistrategiassa määritetyt tavoitteet ja periaatteet. Tampereen Veden laitosten investointistrategian ja pitkän tähtäimen investointija saneerausohjelman vaiheet vuosina 2019–2021. Työ alkoi laitoskohteiden kuntoarvioilla, joissa tunnistettiin ja ajoitettiin kohteiden tekniseen kuntoon ja toimintavarmuuteen liittyvät saneerausja investointitarpeet. seuraavan vuoden talousarvion laadinnan yhteydessä toimintaympäristön muutosten ja muiden uusien tarpeiden perusteella. kriittisyyden, kiireellisyyden ja kustannustason perusteella kolmeen luokkaan. Investointistrategiassa otettiin huomioon mm. 15 Vesitalous 3/2022 VESIHUOLTO. Koko tarkastelujaksolle 2022–2041 tunnistettiin yli 60 hanketta, joiden alustava kustannusarvio oli yhteensä noin 50 milj. Kohteiden kapasiteetin riittävyys ja mahdollinen kasvutarve otettiin huomioon investointistrategiaan liittyvien taustaselvitysten, kuten Tampereen seudun väestön kasvusuunnitteiden, kehittämissuunnitelmien sekä vesivarantoselvityksen tulosten pohjalta. ”parasta ennen” -päiväys kyseiselle kohteelle. Vuosien 2027 ja 2028 merkittävät vedentuotannon investoinnit kohdistuvat Tampereen Veden toisen päävesilaitoksen saneeraukseen ja uuden jälkikäsittelylaitoksen rakentamiseen. Kuntoarvioiden perusteella kohteet ryhmiteltiin mm. Hankekohtaista investointikustannusarviota päivitetään erityisesti silloin, Kuva 1. euroa
Mikäli rakentamiseen tarvitaan lupa ELY-keskukselta, saattaa hanke siirtyä eteenpäin. Lähessamanverraninvestointejakohdistuuvedenjakeluun (17?kpl)jajätevedenpumppaukseen(18?kpl). Strategiset teemat Hankkeen kuvaus Hankekortti tulostettu: Kustannusarvio: Investointiaikataulu: Investoinnin perustelut Investointiohjelman hankekortit 17.8.2021 henkilöresurssitarve: tarkentuu myöhemmin 11.6.2021 / AFRY Finland Hankkeen tietoja päivitetty viimeksi: Pohjavesikaivojen siivilät ovat osittain rikkoutuneet, mikä heikentää veden saantia. 2021. • Määrällisestienitenonvedentuotannonhankkeita(20kpl). Raakavesikaivojen kunto selvitetään ja kaivot tarvittaessa tehopuhdistetaan. • TampereenVedenViinikanlahdenjaRaholanpuhdistamot lakkautetaan,kunTampereenSeudunKeskuspuhdistamo Oy:nSulkavuorentoimintaalkaanoinvuonna2025. Kuva 2. Kuva 3. Vedentuotannon varmistamiseksi tulee kaivot kunnostaa tai uusia. Investointija saneerausohjelman koostesivu vuotuisista investointihankkeista. • Vuosina2022–2041toteutettavienhankkeidenalustavat kustannusarviotovatyhteensänoin50milj.euroa. • Hankelistaa tullaan päivittämään vuosittain esim. • Kustannusarvioihineivätsisällyedellämainitutsuunnittelu kustannukset>huomioitavakäyttötalousbudjetissa (5–10?%hankkeidenbudjetista) M € 16 www.vesitalous.fi VESIHUOLTO. • Alustavakustannustenjakautuminenonesitettykuvassa oikealla.Hankkeidenaikatauluatarkennetaanvuosittain mm.talousarvionraaminjaomistajaohjauksenperusteella. • Alustava hankkeiden jakautuminen eri vuosille on esitetty oikeallakuvassa.Hankkeidenaikatauluatarkennetaanvuosittain mm.talousarvionraaminjaomistajaohjauksenperusteella. • Hankkeidentoteutustajakustannusarvioitatullaantarken tamaanlähivuosillehanke,esijayleissuunnitelmienavulla. Varaudutaan uusien kaivojen rakentamiseen 1ja 3-kaivojen tilalle. Hankesuunnittelu käynnistynyt v. Esimerkki hankekortista. 200 000 € 2022 Osoite: xxx, Tampere Laitostunnus: xx Hankenumero: xx Kiireellisyysluokka: I Alkaa vuonna 2022 Raakavesikaivojen uusiminen VEDENTUOTANTO Esimerkkikohde, Pohjavesilaitos Vesihuollon kehittämissuunnitelma Energian kestävä tuotanto ja kulutus 2030 Vedentuotannon ja jätevedenpuhdistuksen Investointija saneerausohjelma – Hankemäärät Vedentuotannon ja jätevedenpuhdistuksen Investointija saneerausohjelma – Kustannusarviot • Vuosina2022–2041toteutettavienhankkeidenkokonaismäärä onyli60kpl. Toteutus tulee tehdä eri vuosina kuin läheisten paineenkorotusasemien saneeraukset, mikäli kohteen saneerauksen aikana vedentuotanto katkeaa. toiminta ympäristönmuutostenjamuidenuusientarpeidenperusteella
Keskustelua alustetaan katsauksilla seuraaviin aiheisiin: . Omaisuuden hyvä hallinta vaatii joka tapauksessa organisaation sitoutumista ja suunnitelmallisuutta. Typpioksiduulipäästöjen vähentäminen Viikinmäen jätevedenpuhdistamolla, Anna Kuokkanen, Helsingin seudun ympäristöpalvelut . Voit liittyä mukaan kotisivujen kautta vesitalous.fi > Tapahtumat 17 Vesitalous 3/2022 VESIHUOLTO. Tampereen Veden käyttökokemukset Laadittua investointija saneerausohjelmaa hyödynnetään Tampereen Vedessä toiminnan ja talousarvion suunnittelussa ensimmäistä kertaa vuonna 2022. Tervetuloa Vesitalous 3/2022 -lehden aamukahveille! Tule keskustelemaan ja jakamaan ajatuksia sekä kokemuksia Vesitalous-lehden aamukahveille Teams-etäyhteydellä tiistaina 17.5.2022 kello 9:00-10:00. Sen avulla voidaan aikatauluttaa ja yhteensovittaa hankkeita, suunnitella tarvittavaa rahoitusta ja hankintoja sekä pohtia omaa ja ulkopuolisten henkilöresurssien tarvetta. Investointija saneerausohjelman havainnollisuuteen ja päivittämisen helppouteen kannattaa panostaa, jotta se palvelee kokonaiskuvan muodostamista, muutosten hallintaa ja sisäistä viestintää. Keskustelun teemana on vesihuoltolaitosten vastuullinen ja kestävä toiminta. kun hankkeen kustannusarviot ja aikataulut täsmentyvät esimerkiksi valmistuneiden esija yleissuunnitelmien tai jo käynnistyneen toteutussuunnittelun myötä. Ennen kaikkea se helpottaa kokonaiskuvan muodostamista, päätöksentekoa ja viestintää. Aktiivihiilisuodatuksen sosiaalinen vastuullisuus ja ympäristöjalanjälki, Anna Vilén, Aalto-yliopisto . Investointija saneerausohjelman ylläpitoa ja päivitystä varten Tampereen Vedellä on käytössä työkalu, jonka avulla Excel-tiedostoon syötetystä investointiohjelmasta saadaan helposti muodostettua havainnollisia hankekortteja ja yhteenvetoja valittavissa olevalta aikajaksolta. Samalla kehitetään Tampereen Veden sisäistä hankesuunnittelua ja projektikäytäntöjä. Green deal -sopimus, Paula Lindell, Vesilaitosyhdistys Keskustelua moderoivat kehittämispäällikkö Saijariina Toivikko ja vesiasiain päällikkö Riina Liikanen Vesilaitosyhdistyksestä. Laitosinvestointien euromäärässä ei tapahdu suurta nousua aikaisempaan verrattuna, mutta tavoitteena on, että hankkeiden valmistelu ja läpivienti paranee. Saneerausja investointiohjelma viestinnän tukena Pitkän tähtäimen investointija saneerausohjelma hyödyttää kaikkia tasoja vesilaitoksen johdosta kenttätasoon ja lisää toiminnan läpinäkyvyyttä. Ohjelma tukee myös kuntapäättäjiä esimerkiksi hankkeiden priorisoinnin ja taloussuunnittelun osalta
DIGIRATKAISUT Kysy meiltä myös pinnanmittausja vuodonhakulaitteista! KOKONAISRATKAISUT VESIHUOLTOON Lisätietoja: pipelife.fi/infra. Pumppaamoissa on laadukkaat Flygt, Lowara, Gorman-Rupp tai PX pumput. PUMPPAAMOT Valikoimastamme löydät jätevesi-, sadevesija tulvapumppaamot. Voimme toteuttaa järjestelmän myös matalaenergia ratkaisuna. Pumppaamot voidaan toteuttaa joko perinteisenä säiliönä uppopumpuin, turvapumppaamona tai huoltorakennuksellisena pumppaamona. Pipelifen vesihuollon ammattilaiset auttavat löytämään kohteeseesi ratkaisut, joilla turvaat puhtaan veden saatavuuden ja jätevesien asianmukaisen käsittelyn vuosikymmeniksi. Pipelife 1/1 PUTKET JA VERKOSTOTARVIKKEET Laadukkailla verkostotarvikkeillamme ja putkillamme rakennat kestävät, käyttövarmat ja energiatehokkaat vesijohtoja viemäriverkostot
Tämä artikkeli kertoo yhteistyön tiivistämisen kokemuksista. Toimintaympäristöstä riippumatta kaikkien vesihuoltolaitosten tulee kuitenkin tarjota vaatimukset täyttävää, laadukasta palvelua asiakkailleen jatkuvasti, myös häiriötilanteissa. Pohjois-Pohjanmaan pilottialueen toimenpiteet jatkuvat vuoden 2022 loppuun asti, Turun seudun pilotin toimenpiteet saatettiin päätökseen vuoden 2021 loppuun mennessä, joten tämä artikkeli keskittyy hankkeen osalta vain Turun seudun pilotin kokemuksiin. Kyselyssä kerättiin tietoa eri häiriötilannepalvelujen tarpeesta, mieluisista palvelun tuottajista ja yhteistyökumppaneista, sekä mahdollisuudesta toimia häiriötilannepalvelujen tuottajana. Voimme toteuttaa järjestelmän myös matalaenergia ratkaisuna. Koronapandemia korosti entisestään tarvetta yhteistyön tiivistämiselle, erityisesti pienempien vesihuoltolaitosten tapauksessa. Yksi ratkaisu häiriötilanteiden haittojen minimoimiseksi on yhteistyön tiivistäminen. Esiselvityksen yhtenä johtopäätöksenä oli, että eri yhteistyömuotoja olisi syytä pilotoida kokoluokaltaan vaihtelevilla vesihuoltolaitoksilla. 19 Vesitalous 3/2022 VESIHUOLTO PUTKET JA VERKOSTOTARVIKKEET Laadukkailla verkostotarvikkeillamme ja putkillamme rakennat kestävät, käyttövarmat ja energiatehokkaat vesijohtoja viemäriverkostot. Hanke koostui kahdesta erilaisesta pilottialueesta, joista toinen sijaitsi Turun seudulla ja toinen PohjoisPohjanmaalla. Tähän tarpeeseen liittyen VVY on käynnistänyt omana työnään Vesihuoltolaitosten uudet palvelumuodot ja yhteistyö -selvityksen. Näiden teemojen parissa toimiva hanke sai alkunsa, kun Pohjois-Pohjanmaan ELY-keskus (POPELY) alkoi selvittää maaja metsätalousministeriön pyynnöstä 2020 keväällä, olisiko mahdollista laatia sopimus, jota vesihuoltolaitokset voisivat hyödyntää tarvitessaan häiriötilannepalveluja. Esiselvitys alkoi häiriötilannesopimuksen tarvetta ja sopivaa hankintatapaa koskevalla kyselyllä, joka lähetettiin vesihuoltolaitoksille kuuteen maakuntaan ja Suomen Vesihuolto-osuuskunnat ry:n (SVOSK) jäsenosuuskunnille. Pumppaamoissa on laadukkaat Flygt, Lowara, Gorman-Rupp tai PX pumput. Pumppaamot voidaan toteuttaa joko perinteisenä säiliönä uppopumpuin, turvapumppaamona tai huoltorakennuksellisena pumppaamona. Pipelifen vesihuollon ammattilaiset auttavat löytämään kohteeseesi ratkaisut, joilla turvaat puhtaan veden saatavuuden ja jätevesien asianmukaisen käsittelyn vuosikymmeniksi. 2021). Esiselvityksessä törmättiin myös tarpeeseen selvittää kunnallisten laitosten mahdollisuuksia tarjota maksullisia palveluita muille laitoksille. Kokemuksia vesihuoltolaitosten yhteistyön kehittämisestä V esihuoltolaitosten yhteistyön tiivistäminen on tunnistettu merkittäväksi vesi huollon toimintavar muuden edistämis toimeksi maaja metsätalous ministeriön laatiman kansallisen vesi huolto uudistuksen (MMM 2021), Vesilaitos yhdistyksen (VVY) laatiman strategian sekä Läntisen Suomen vesihuolto strategia 2050 yhteydessä (Karlström ym. DIGIRATKAISUT Kysy meiltä myös pinnanmittausja vuodonhakulaitteista! KOKONAISRATKAISUT VESIHUOLTOON Lisätietoja: pipelife.fi/infra. Tätä varten POPELY ja Varsinais-Suomen ELY-keskus (VARELY) saivat maaja metsätalousministeriön rahoituksen Vesihuoltolaitosten sopimusperusteisen yhteistyön -hankkeelle keväällä 2021. PUMPPAAMOT Valikoimastamme löydät jätevesi-, sadevesija tulvapumppaamot. JONI KOSKIKALA Vesitalousasiantuntija, Varsinais-Suomen ELY-keskus joni.koskikala@metsa.fi Kirjoittaja toimi VarsinaisSuomessa 04/202102/2022 toteutetun pilotin projektityöntekijänä ALEKSI KIISKI Vesitalousasiantuntija, EteläSavon elinkeino-, liikenneja ympäristökeskus aleksi.kiiski@ely-keskus.fi Vesihuoltolaitokset ovat vesihuollon kriittisiä toimijoita. Seudullisen yhteistyön kehittäminen, uudet yhteistyömallit sekä kohdennettu toimintojen ulkoistaminen ovat keskeisiksi tunnistettuja teemoja vesihuollon toiminta varmuuden ja toimintaedellytysten turvaamiseksi alati muuttuvassa toiminta ympäristössä. Laitokset eroavat niin asiakasmääriltään, puhdistusprosesseiltaan, kuin käytettävissä olevilta resursseiltaan
Sen sijaan lähes kaikilla laitoksilla oli sopimusperusteista yhteistyötä Kuva 1. Vesihuoltolaitokset toteuttavat monipuolista yhteistyötä Turun seudulla laitoksilla on olemassa yhteistyöverkosto tukkuyhtiöiden luoman yhteisen viitekehyksen sisällä. Tämä yhteistyö ei kuitenkaan ole pääosin sopimusperusteista. Tukkuyhtiöt edistävät laajasti alueellista yhteistyötä ja näiden toimien dokumentointi katsottiin tärkeäksi. Taulukossa 1 on esitetty tukkuyhtiöiden toteuttamaa yhteistyötä alueella sekä tukkuyhtiöiden näkemyksiä siitä, miten yhteistyötä tulisi jatkossa kehittää. Turun seudun alueellinen vesihuoltoyhteistyö. Vedenjakeluja viemärilinjat ovat yhteydessä toisiinsa ja yhden kunnan verkostossa tapahtuvat haasteet heijastuvat nopeasti myös muihin kuntiin yhteisen verkoston kautta. Siten koko alueen vesihuollon organisointi koetaan yhteiseksi, vaikka kunnat ensisijaisesti järjestävätkin vesihuollon omien kuntarajojensa sisällä. 20 www.vesitalous.fi VESIHUOLTO. Turun seudun pilotti Turun seudun pilotti keskittyi alueella toimivien kahden suuren tukkuyhtiön Turun Seudun Vesi Oy:n (TSV) ja Turun Seudun Puhdistamo Oy:n (TSP) ja niiden 15 osakaskunnan vesihuoltolaitosten yhteistyöhön. Pilotissa arvioitiin vesihuoltotoimijoiden nykyistä yhteistyötä ja yhteistyömahdollisuuksia, sekä pyrittiin löytämään yhteisymmärryksessä laitoslähtöisesti askelia seudullisen yhteistyön kehittämiseen. Yhteistyötä tehdään naapurikunnan vesihuoltolaitoksen kanssa johtajien tapaamisen sekä hätätilanteissa vertaiskonsultoinnin ja laitelainojen muodossa