Passiiviset hybridipuhdistusratkaisut arktisten valumavesien typen ja raskasmetallien puhdistamiseen – HybArkt -hankkeen loppuraportti

Korjattu tekstiä sivulle 1, lisätty logot sivuille 2 ja IV (10.03.2021).

Typpi ja/tai raskasmetallipitoista kuormitusta vesistöihin muodostuu mm. kaivostoiminnasta, jätevedenpuhdistamoilta, hulevesistä, maataloudesta ja turvetuotannosta. Monissa näistä kohteista passiiviset vesienkäsittelymenetelmät voivat olla ratkaisu tai osaratkaisu vesien puhdistamiseen. Yksittäisiä passiivisia puhdistusratkaisuja, kuten erilaisia kosteikkoja, onkin jo käytössä monissa paikoissa. Kuitenkaan yksittäisellä ratkaisulla ei usein pystytä optimaalisesti erilaisten aineiden puhdistamiseen. Tällöin erityyppisten passiivisten yksikkökomponenttien yhdistämisellä voitaisiin toteuttaa jäte- tai valumavesien puhdistusta siten, että puhdistusratkaisu huomioi paremmin kuormituslähteen vedenlaadun ja sen puhdistustarpeet. Uuden tiedon tuottaminen hybridiratkaisujen suunnittelusta ja mitoituksesta kylmiin olosuhteisiin olikin HybArkt -hankkeen yhtenä tarkoituksena. Lisäksi hankkeessa tarkoituksena oli tutkia ja optimoida pohjoisiin olosuhteisiin sopeutuneiden luonnonkasvien, sienten ja bakteerien kykyä pidättää vedestä typpeä ja raskasmetalleja. Näiden pohjalta tavoitteeksi asetettiin erilaisten toimintojen vesistökuormituksen pienentäminen kustannustehokkaasti passiivisilla menetelmillä. HybArkt -hankkeessa toteutettiin aluksi kirjallisuuskatsaus erilaisien passiivisten vesienkäsittely-yksiköiden toimivuudesta. Tämän tiedon ja pilottikohteista (Pyhäsalmen kaivos, Kallon jätevedenpuhdistamo ja Levin hulevesiojasto), kerätyn tiedon perusteella suunniteltiin, mitoitettiin ja rakennettiin hybridipilottirakenteet. Pyhäsalmen kaivoksen pilottirakenteessa käsiteltiin ns. eristysojan vesiä, jotka koostuivat rikastushiekka-altaiden suotovesistä, metsäalueelta tulevista valumavesistä ja vanhan metalleilla kontaminoituneen alueen vesistä. Täällä erityisesti metallien, kuten kuparin, sinkin ja raudan, poisto oli olennaista. Kallon jätevedenpuhdistamolla keskityttiin typenpoiston tehostamiseen. Levin hulevesien purkuputken suulle rakennetussa käsittelyrakenteessa tavoitteena oli sekä typen että metallien poisto. Pilottirakenteita seurattiin mm. vesinäytteenotoin 1–2 vuoden ajan. Lisäksi mitoitusta ja/tai suunnittelua toteutettiin myös muille toimijoille, ja hankkeen aikana kerätyn tiedon pohjalta laadittiin mitoitus- ja suunnittelutyökalu. Tulosten perusteella Pyhäsalmen pilottiyksiköllä saatiin hyvin poistettua monia metalleja, kuten kuparia, sinkkiä ja rautaa. Kuitenkin havaittiin, että pH:n nostoyksikkö oli liian tukkeutumisherkkä ja rautaa pääsi vielä paljon myös bioreaktoreihin. Kallon jätevedenpuhdistamolla se osa ammoniumtypestä, mikä saatiin muutettua nitriitti-nitraattitypeksi, saatiin myös poistumaan pilottirakennekokonaisuuden avulla. Levin pilottirakenteessa huomattiin, että liian suuri virtausnopeus rajoittaa puhdistusprosesseja, sekä huleveden tason mukaisten metallipitoisuuksien poistossa on haasteita, mutta virtausnopeutta pienentämällä erityisesti typen puhdistusta saatiin tehostettua. Vaikka jokaisessa pilottirakenteessa oli omat haasteensa, saatiin niistä kuitenkin lupaavia tuloksia ja havaintoja, millä niiden toimivuutta voidaan parantaa. Tutkimus on toteutettu Euroopan Aluekehitysrahaston osarahoittamassa hankkeessa ’Passiiviset hybridipuhdistusratkaisut arktisten valumavesien typen ja raskasmetallien puhdistamiseen’ (HybArkt, 2018–2020).