Jätevedenpuhdistamon typpioksiduulipäästöt

Abstract

Työn tavoitteena oli tutkia Hämeenlinnan Seudun Vesi Oy:n Paroisten jätevedenpuhdistamolta syntyviä typpioksiduulimääriä (N2O) sekä prosessiolosuhteiden ja sulamisvesien sekä vuodenajan vaikutusta N2O-päästöihin. Jos olosuhteet nitrifikaatiolle ja denitrifikaatiolle ovat epäedulliset, jäteveden sisältämä typpi saattaa vapautua typpioksiduulina. Koska N2O on noin 300 kertaa voimakkaampi kasvihuonekaasu kuin hiilidioksidi, jo pienet päästömäärät saattavat muodostaa suuren osan puhdistamon kasvihuonepäästöistä.

Opinnäytetyö oli tehty osana N-SINK-hanketta, jonka yhtenä tavoitteena on etsiä kustannustehokkaita typenpoistomenetelmiä Itämeren rehevöitymisen vähentämiseksi. Hämeenlinnan Seudun Vesi Oy on yksi hankkeen rahoittajista ja typpioksiduulimittauksia tehtiin yhtiön jätevedenpuhdistamolla Paroisilla. Opinnäytetyön kirjallisuusosiossa lähteinä käytettiin lähinnä ulkomaalaisia julkaisuja tutkimustuloksista, joissa on aikaisemmin tutkittu jätevedenpuhdistamoiden N2O-päästöjä. Tämän perusteella voitiin ennustaa miten eri muuttujat saattavat vaikuttavat N2O-päästöihin. Mittauksia suoritettiin seitsemästä pisteestä n. 3–10 viikon välein. Hetkellisten kaasumittausten lisäksi tehtiin myös kammiomittauksia, joiden perusteella voitiin arvioida päästövirtojen suuruutta ja näin myös alustavasti arvioida puhdistamon vuosittaiset päästömäärät.

Yhteensä puhdistamolta syntyi arviolta hiilidioksidiekvivalentteina laskettuna n. 1 400 tonnia CO2:ta vuoden 2015 aikana, mikä vastaa 183 g/m3 käsiteltävää jätevettä. N2O-päästöjen osuus kokonaispäästöistä oli noin kolmannes. Vuodenaika vaikutti vapautuneisiin N2O-päästömääriin, joten prosessiveden lämpötilan voidaan todeta olevan merkittävä prosessitekijä N2O-päästöjen kannalta, vaikka regressioanalyysi antoi sen selittäväksi tekijäksi vain kahdessa mittauspisteessä. Kevään 2015 sulamisvedet vaikuttivat prosessiveden lämpötilaan ja BOD-kuormaan, mutta muutokset olivat niin pieniä, että niillä ei ollut suoraa yhteyttä N2O-päästöihin.

This Bachelor’s thesis was part of N-SINK-project which aims to discover cost efficient nitrogen removal processes in wastewater treatment plants to reduce the eutrophication of the Baltic Sea. The purpose of the thesis was to examine nitrous oxide (N2O) emissions from Paroinen wastewater treatment plant of Hämeenlinnan Seudun Vesi Oy and the impact of process factors, melting waters and the season on N2O emissions. In adverse conditions for nitrification and denitrification it’s possible that the nitrogen from wastewater is released as N2O which is approximately a 300 times more powerful greenhouse gas than carbon dioxide (CO2). Even minor emissions can make up a major share of the total emissions released from the wastewater treatment plant.

International studies on N2O emissions released from wastewater treatment plants were used as sources in this study. Based on this literature review it was possible to predict which process variables could have an effect on N2O emissions. Measurements were made in seven points at Paroinen wastewater treatment plant in every 3 to 10 weeks. In addition to momentary gas measurements chamber measurements were also made. With chamber measurements it was possible to estimate the rate of released gas flows and thus estimate the plant’s annual N2O emissions.

The results of the thesis show that approximately 1 400 tons of carbon dioxide was released from the plant calculated as equivalent carbon dioxide during 2015 which equals 183 g/m3 of treated wastewater. The season had an impact on the released N2O emissions. Therefore, it can be concluded that the temperature of the process water is a significant process variable in terms of N2O emissions although the regression analysis gave it as an explanatory variable in only two measurement points. Melting waters in the spring of 2015 had an impact on process variables but not a direct impact on N2O emissions.