Hankelistaus

#savoniaAMK

Hankkeen tiedot

NimiInnovatiiviset yhdistelmäkäsittelyteknologiat typen poiston tehostamiseksi kylmissä jätevesissä
Aloituspäivä1.8.2022
Lopetuspäivä31.12.2023
www-sivut-
TilaKäynnissä
YhteyshenkilöOlli Torvinen
KuvausHankkeessa todennetaan valikoitujen innovatiivisten yhdistelmäkäsittelymenetelmien toimivuutta yhdyskuntien jätevesien käsittelyn tehostamiseksi kokonaistypen poiston osalta kylmissä olosuhteissa.

Menetelmien toimivuutta todennetaan on-site -kenttätestauksin valikoidun case-kohteen eli Vihdin jätevesilaitoksen yhteydessä Sovellettavia teknologioita ovat:

- Perinteisen aktiivilieteprosessin toimivuuden tehostaminen MBBR-prosessin (Moving Bed Biofilm Reactor) avulla ammoniumtypen ja nitraattitypen poistoon, sekä
- 4D Sieppariteknologian yhdistäminen MBBR-prosessin perään tehostamaan jäännöstypen (nitraattityppi, nitriitti ja ammoniumtyppi) poistoa kylmistä jätevesistä.

Tulosten perusteella arvioidaan uuden yhdistelmäkäsittelymenetelmän mahdollisuuksia tehostaa kokonaistypen poistoa erityisesti kylmissä olosuhteissa. Tavoitteena on muodostaa uusi konsepti typen poiston tehostamiseksi, joka on mahdollista integroida kustannustehokkaasti olemassa olevien aktiivilietelaitosten toimintaan ilman massiivisia investointikustannuksia. Tarkastelussa huomioidaan myös uuden yhdistelmäkäsittelyn kustannus-hyöty –vaikutusta verraten sitä konventionaalisten jätevedenkäsittelymenetelmien vastaaviin kustannus-hyötylaskelmiin typen poiston osalta.

Lopputuloksena saadaan arvio uuden yhdistelmäkäsittelymenetelmän typen poiston tehostavasta vaikutuksesta vs. perinteinen aktiivilietelaitos, sekä arvio yhdistelmäkäsittelymenetelmän käyttöönotto- ja operointikustannuksista vs. konventionaalinen aktiivilietelaitos.

Hankkeen aikana saatavat tulokset luovat pohjan uuden yhdistelmäkäsittelymenetelmän markkinapotentiaalin kartoittamiseksi sekä potentiaalisten markkina-alueiden selvittämiseksi uutta kv-liiketoimintaa varten.
KehittämistarveYleisesti käytössä olevilla aktiivilietelaitoksilla typen poistotehokkuus laskee merkittävästi lämpötilan laskiessa +11 °C alapuolelle nitrifikaation ollessa lämpötilan vaikutukselle herkempi vaihe prosessia kuin denitrifikaation. Poistotehokkuuden laskeminen aktiivilietelaitoksilla johtuu lämpötilan vaikutuksesta prosessin reaktionopeuteen. Matalassa lämpötilassa mikrobien aktiivisuus on nollassa tai niiden toiminta on hyvin hidasta.

Tässä hankkeessa käytettävän MBBR-teknologian osalta on saatu lupaavia tuloksia menetelmän tehokkuudesta erityisesti kylmillä jätevesillä jopa 5 °C:n lämpötiloissa. MBBR-teknologian etuna on sen tuoma mahdollisuus merkittävästi lisätä prosessissa olevaa biologisesti aktiivista pinta-alaa puhdistusprosessin tehostamiseksi.

4D Sieppariteknologian osalta on vastaavasti saatu erittäin lupaavia tuloksia nitraattitypen poistamisesta jätevesistä. Talteenottokokeiden perusteella on todettu 4D Sieppareiden tehokkuuden säilyvän normaalilämpötilaa vastaavalla tasolla tai laskevan ainoastaan marginaalisesti jopa alhaisessa 5 °C lämpötilassa. Nitraattitypen lisäksi 4D Siepparit voidaan kustomoida poistamaan myös nitriitti- (NO2-) ja ammonium-typpeä (NH4+), jolloin sieppareilla voidaan antaa merkittävää joustavuutta edeltävälle prosessille ja vaikuttaa erityisesti jäännöstypen poistoon MBBR-prosessin jälkeisistä vesistä.

Näiden käsittelymenetelmien yhdistelmä tarjoaa mahdollisuuden tehostaa kokonaistypen poistoa kylmissä olosuhteissa sisältäen ratkaisun sekä ammoniumtypen, että nitraattitypen tehostettuun poistoon.
ToimenpiteetHankkeessa demonstroidaan pilot-mittakaavassa mikrobiologisen MBBR-prosessin sekä 4D Siepparin typenpoistotehokkuutta jätevesilaitoksen yhteydessä verraten sitä perinteisen aktiivilieteprosessien vastaavaan typenpoistotehokkuuteen. Tulosten perusteella arvioidaan uuden yhdistelmäkäsittelymenetelmän mahdollisuuksia tehostaa kokonaistypen poistoa erityisesti kylmissä olosuhteissa.

Tavoitteena on muodostaa uusi konsepti typen poiston tehostamiseksi, joka on mahdollista integroida kustannustehokkaasti olemassa olevien aktiivilietelaitosten toimintaan ilman massiivisia investointikustannuksia. Tarkastelussa huomioidaan myös uuden yhdistelmäkäsittelyn kustannus-hyöty –vaikutusta verraten sitä konventionaalisten jätevedenkäsittelymenetelmien vastaaviin kustannus-hyötylaskelmiin typen poiston osalta. Lopputuloksena saadaan arvio uuden yhdistelmäkäsittelymenetelmän typen poiston tehostavasta vaikutuksesta vs. perinteinen aktiivilietelaitos, sekä arvio yhdistelmäkäsittelymenetelmän käyttöönotto- ja operointikustannuksista vs. konventionaalinen aktiivilietelaitos.

Hankkeen aikana saatavat tulokset luovat pohjan uuden yhdistelmäkäsittelymenetelmän markkinapotentiaalin kartoittamiseksi sekä potentiaalisten markkina-alueiden selvittämiseksi uutta kv-liiketoimintaa varten.
TuloksetProof of Concept –koeajon perusteella saadaan kokeellisesti todennetut tulokset yhdistelmäkäsittelyn tehostavasta vaikutuksesta perinteisen aktiivilietelaitoksen typenpoistotehokkuuteen vaihtelevissa ja kylmissä olosuhteissa. Tämän tiedon pohjalta voidaan arvioida yhdistelmäkäsittelyn markkinapotentiaalia sekä sen vientimahdollisuuksia.
Yhdistelmäkäsittely osoittautuessaan tehokkaaksi luo mahdollisuuden kohtuullisin investointikustannuksin tehostaa olemassa olevien tai uusien laitosten puhdistuskapasiteettia erityisesti typen poiston osalta. Näin ollen se luo toimijoilleen konkreettista lisäarvoa sekä avaa uusia liiketoimintamahdollisuuksia sekä kansallisesti että kansainvälisille markkinoille kaikille niille alueille, joissa jätevesilaitokset joutuvat operoimaan vaihtelevissa ja kylmissä olosuhteissa, ja joiden typen poistovaatimukset ovat kiristyneet tai tulevat kiristymään. Lisäksi menetelmää voidaan ajatella sovellettavaksi myös kaivosteollisuuden typenpoiston tehostamiseen.

Tuotoksina syntyy:
- Uusi tuote/palvelukonsepti typen poiston tehostamiseen uusille tai jo olemassa oleville konventionaalisille aktiivilietelaitoksille kohtuullisin kustannuksin
- Liiketoimintasuunnitelma näiden teknologioiden edistämiseksi
- Erityisillä kantoainekappaleilla tehostettu MBBR-prosessi ja sen toimivuuden todentaminen
- Uusi sovellusalue 4D Sieppareille ja niiden toimivuuden todentaminen prosessissa
KumppanitHankkeen toteutukseen osallistuu viisi organisaatiota, joista kaksi on alalla toimivia yrityksiä, yksi on vesilaitos (case-owner), yksi on Finnish Water Forum ja yksi TKI-organisaatio (Savonia-ammattikorkeakoulu). Alla tarkempi kuvaus hankeen toteuttajista ja niiden tehtävistä hankkeessa.

Savonia-ammattikorkeakoulu oy (Savonia) toimii hankkeen päätoteuttajana vastaten hankkeen koordinoinnista ja hallinnoinnista sekä TKI-toimenpiteiden koordinoinnista ja myös niiden toteutuksesta omalta osaltaan. Lisäksi Savonia tuo hankkeeseen analytiikkaosaamista sekä eri prosessien pilotointikyvykkyyttä kenttäkohteessa tapahtuvaa Proof of Concept –demonstrointia varten. Savonian kautta myös Kuopio Water Clusterin laaja-alainen osaaminen on hankkeen käytettävissä.

Operon Group Oy toimii hankkeessa veturiyrityksen roolissa osatoteuttajana vastaten typen poiston tehostamiseen liittyvän case-kohteen valinnasta, erityisten kokeissa käytettävien täytekappaleiden hankinnasta sekä prosessikonseptin ja siihen liittyvän palvelumallin kaupallistamisesta ja sen kyvykkyyden arvioinnista osana Proof of Concept –demonstraatioiden toteutusta. Operon Group Oy on vastuussa pilot-koeajon operoinnista. Operon vastaa täyden mittakaavan skaalautuvuuslaskennasta pilotin tulosten perusteella case-kohteessa.

Weeefiner Oy toimii hankkeessa osatoteuttajana vastaten 4D Sieppariteknologioiden toteutuksesta typen poiston tehostamiseen erityisesti jäännöstypen osalta, sekä sieppareiden koetoiminnasta ja integroinnista pilot-laitteistoihin yhteistyössä Savonian kanssa osana Proof of Concept –casea.

Finnish Water Forum (FWF) toimii hankkeessa osatoteuttajana vastaten hankkeen kustannus-hyöty –analyysien, markkinaselvitysten sekä kansainvälistämissuunnitelmien laadinnasta erityisesti Työpaketin 3 ”Vientipotentiaalin kartoitus ja potentiaalisten markkina-alueiden selvitys kansainväliseen liiketoimintaan” osalta.

Vihdin Jätevesilaitos toimii hankkeessa osatoteuttajana toimien hankkeessa typen poiston tehostamisen koepaikkana (ns. case-ownerina) sekä tarjoten hankkeen käyttöön tarvittavat tilat ja valmiudet Proof of Concept –koeajon toteutukseen (kts. liite 1). Lisäksi Vihdin Jätevesilaitos toimii koeajon operoijana Operon Groupin ohjauksessa.

Hankkeen kohderyhmää ovat, hankkeen luonteen huomioiden, erityisesti jätevesienpuhdistuksen parissa toimivat yritykset sekä toimijat. Mutta myös muut vesialan toimijat voivat hyötyä hankkeen tuloksista. Hankkeen toteuttajien osin kansainvälisten verkostojen kautta voidaan tavoittaa myös ulkomaisia vesialan toimijoita ja hankkeen tuloksia pyritään tuomaan mahdollisuuksien mukaan esille erityisesti Itämeren ja Pohjoismaiden alueella, joissa kylmät jätevedet ovat erityishaaste.
RahoittajaMaa-ja metsätalousministeriö 2014-2020