Jäteveden käsittelyteknologiat
Ryhmä kehittää kestäviä jätevedenkäsittelymenetelmiä. Jäteveden sisältämiä arvokkaita resursseja täytyy hyödyntää turvallisesti kuormittamatta ympäristöä. Aalto lahjoitusprofessuuri 2018 – 2028.
Jätevedenkäsittelyn ilmastovaikutus Suomessa (CIS-Fin)
CIS-Fin-tutkimusprojektissa keskitytään kasvihuonekaasupäästöjen pitkäaikaismittaukseen keskitetyillä jätevedenpuhdistuslaitoksilla.
Jätevedenkäsittelyprosesseissa muodostuu suoria kasvihuonekaasupäästöjä, erityisesti hiilidioksidia (CO2), metaania (CH4) ja typpioksiduulia (N2O). Suorat CO2-päästöt muodostuvat orgaanisen aineksen biologisissa hapettumisprosesseissa, ja niitä pidetään biogeenisinä päästöinä. Sen sijaan metaani ja typpioksiduuli ovat vahvoja kasvihuonekaasuja, jotka kasvattavat jätevedenpuhdistamoiden ilmastovaikutusta.
Monien maiden ja kuntien asettamien hiilineutraaliustavoitteiden saavuttamiseksi myös jätevedenkäsittelyn kasvihuonekaasupäästöjä on tärkeää vähentää. Päästötason on kuitenkin todettu vaihtelevan merkittävästi eri puhdistamojen ja prosessien välillä. Toistaiseksi päästötasoa voidaan arvioida luotettavasti vain puhdistamokohtaisilla kasvihuonekaasupäästöjen mittauksilla. Näin voidaan myös selvittää mahdollisia päästövähennystoimia.
CIS-Fin-projektissa tehdään kaksi yli vuoden mittaista kasvihuonekaasupäästöjen mittauskampanjaa kahdella suomalaisella täyden mittakaavan jätevedenpuhdistamolla. Kerättyä dataa hyödynnetään prosessimallin kehittämiseen työkaluksi päästötason arviointiin ja päästövähennystoimien suunnitteluun ilman tarvetta mittaville puhdistamokohtaisille päästömittauksille.
Kasvihuonekaasupäästöjen pitkäaikaismittaus
Monikaasuanalysaattori
Kasvihuonekaasupäästöjen mittauksessa käytetään Gasmet Technologies Oy:n GT5000 Terra -monikaasuanalysaattoria, jolla voidaan mitata useita kaasumaisia yhdisteitä (CO2, CH4, N2O...) samanaikaisesti. Mittaus perustuu Fourier-muunnosta hyödyntävään infrapunaspektrometriaan (FTIR).
Kaasua keräävät kuvut
Jätevedenkäsittelyprosessista vapautuvaa kaasua kerätään altaissa kellutettavilla kuvuilla. Eri kasvihuonekaasujen pitoisuuksien määrittämiseksi kaasu johdetaan kaasuanalysaattorille putkia pitkin. Mittauksessa käytetään kolmea kupua mittauksen kattavuuden kasvattamiseksi. Venttiilillä säädellään kaasun virtausta analysaattorille vain yhdestä kuvusta kerrallaan.
Prosessimallinnus
Kasvihuonekaasupäästöjen pitkäaikasmittauksista saatavaa dataa hyödynnetään prosessimallin kehityksessä. Tavoiteena on tehdä prosessimallista työkalu päästötason arviointiin ja päästövähennystoimien suunnitteluun jätevesiprosesseille Suomen olosuhteissa. Prosessimallin pohjana käytetään Dynamita SARL:n SUMO jätevesisimulointiohjelmistoa.
Jätevedenpuhdistamojen ympäristövaikutus
Puhdistamoilla tehtävien kasvihuonekaasumittauksien lisäksi projektissa tutkitaan jätevedenpuhdistamojen ympäristövaikutuksia vesistöissä, joihin käsitelty jätevesi johdetaan. Kasvihuonekaasupäästöjä mitataan vesistöissä lähellä käsitellyn jäteveden purkupistettä sekä kauempana referenssipisteissä. Tutkimus tullaan toteuttamaan yhteistyössä Oulun yliopiston vesi, energia ja ympäristötekniikan tutkimusyksikön kanssa.
Rahoitus ja yhteistyötahot
CIS-Fin-projektia rahoittaa . CIS-Fin on Aalto-yliopiston ja Oulun yliopiston välinen yhteistyöprojekti. Aalto-yliopistossa tutkimus keskittyy keskitetyn jätevedenkäsittelyn kasvihuonekaasupäästöihin, kun taas . Kasvihuonekaasupäästöjen pitkäaikaismittauksia keskitetyillä jätevedenpuhdistamoilla tehdään Kakolanmäen jätevedenpuhdistamolla sekä Paroisten jätevedenpuhdistamolla.
Publications
Sieranen, M., Hilander, H., Haimi, H., Larsson, T., Kuokkanen, A. & Mikola, A.
2024
Water Science & Technology
Sieranen, M. & Hilander, H.
2023
Vesitalous
Read more
Jätevedenkäsittelyn ilmastovaikutus
Jätevedenpuhdistus on vielä tällä hetkellä yksi yhteiskunnan suurista energiankuluttajista ja merkittävä pistelähde CO2-päästöille.