Matkalla energia-omavaraiseen jätevedenpuhdistukseen, case Kuhasalo Joensuu

Abstract

Jätevedenpuhdistuksen energiatehokkuudesta on tullut vesihuoltosektorin yksi keskeinen kehittämisen aihe, koska sen energiankulutus on yleensä suurinta. Parhaimmat mahdollisuudet mahdollisimman korkeaan energiaomavaraisuuteen on niillä keskuspuhdistamoilla, joilla on käytössä ylijäämälietteen mädätys ja siten mahdollisuus kokonaisvaltaiseen biokaasun hyödyntämiseen.

Tässä tapaustutkimuksessa on tarkasteltu Joensuun Kuhasalon jäteveden puhdistamon energian kulutusta ja niitä kehittämistoimenpiteitä, joilla puhdistamon energia-omavaraisuutta pystyttäisiin parantamaan. Kuhasalon puhdistamo on suurin Pohjois-Karjalan alueella toimivista yhdyskuntien jätevedenpuhdistamoista. Vuosittainen käsiteltävä jätevesimäärä on noin 6 miljoonaa m3, ja siitä tuotetaan noin miljoona kuutiota biokaasua. Puhdistamon piiriin liitetyssä viemäriverkostossa on noin 80 000 asukasta.

Kuhasalon puhdistamolla vuonna 2014 käyttöönotettu lämpöpumppulaitos on parantanut merkittävästi puhdistamon lämpöenergian omavaraisuutta. Uusia selkeitä ja taloudellisesti kannattavia kehittämisen kohteita ovat aktiivilietteen ilmastusjärjestelmän uusiminen, sekä –CHP -laitteiston uusiminen. Biokaasun kokonaisvaltainen hyödyntäminen on tärkeä laitoksen energiataseessa. Tulevaisuuden vaihtoehtona on myös liikennebiokaasun jalostaminen, jonka tuotannolle olisi varma raaka-ainepohja jo olemassa. Kaikilla esitetyillä kehittämistoimilla voidaan alentaa kasvihuonekaasujen määrää merkittävästi, mikä tukee hyvin uusiutuvan energian käyttöön liittyviä alueellisia ohjelmia ja strategioita.

Energy efficiency in municipal wastewater treatment has lately risen to be one of the most important developing areas at the water supply and sewerage sector. The energy consumption of wastewater treatment is biggest in the whole water supply and sewerage sector. The best chance to high energy self-sufficiency is in those central wastewater plants, which have an anaerobic sludge treatment and possibilities to utilise biogas as comprehensively as possible.

This case study deals with energy consumption of Kuhasalo wastewater plant in Joensuu and those development activities with which the energy self-sufficiency could be improved. Kuhasalo plant is the biggest municipal wastewater plant in North Karelia. The annual amount of incoming wastewater is about 6 million m3 and the amount of produced biogas is about 1 million m3/ year. The sewer network of the plant comprises 80 000 inhabitants.

The heatpump plant introduced in Kuhasalo in the year 2014 has improved significantly energy self-sufficiency on heat production. New methods, which are clear and economically profitable can be mentioned, and these are: a new activated sludge aeration system and a new CHP plant. Comprehensive utilization of biogas is a key factor in the energy balance of the plant. Future possibilities could be to produce bio-gas fuel for traffic, because the substance to make biogas in Kuhasalo plant already exists. All these development projects could cut down the amount of greenhouse gases and thus support different regional programs and strategies of renewable energy significantly.