Jäteveden lämmön talteenoton mahdollisuuksia tutkittu kaupunkimittakaavassa

Viime aikoina on noussut keskusteluun, pitäisikö jäteveden lämpöä ottaa talteen jo kiinteistöillä ennen jäteveden johtamista viemäriin. Toisaalta tiedetään, että jäteveden lämpötilan viileneminen haittaa jätevedenpuhdistamojen toimintaa ja vähentää jo toteutettujen keskitettyjen lämmön talteenottolaitosten tuottoa ja kannattavuutta.

Kaksivuotisessa hankkeessa tutkittiin jätevesilämpöä jätevettä tuottavalta kiinteistöltä puhdistetun jäteveden purkuun asti. Tarkastelussa huomioitiin esimerkiksi jäteveden ja siihen varastoituneen lämmön virta verkostoon eri käyttökohteissa, jäteveden lämpötilan muuttuminen viemäriverkostossa, vaikutukset biologiseen typenpoistoon jätevedenpuhdistamoilla sekä vaikutukset jätevedenpuhdistamon jälkeen toteutettuun keskitettyyn lämmöntalteenottoon. Lisäksi hankkeessa tarkasteltiin kiinteistöille toimitettavan käyttöveden lämmön talteenottoa.

Lähtökohtana tarkasteluissa oli, että jätevedenpuhdistamot eivät voi lämmön talteenoton kustannuksella ryhtyä heikentämään typenpoistoa jätevedestä. Hankkeessa tarkasteltiin erilaisia skenaarioita, joissa lämmön talteenoton sijainti ja intensiteetti vaihtelivat. Lopputuloksina määritettiin muun muassa lämmön talteenoton energiatase koko kaupungin mittakaavassa sekä jätevedenpuhdistuksen vaatimien laajennusinvestointien suuruusluokka.

Jäteveden lämpötila vaikuttaa puhdistustulokseen

Kokonaisvaltaisessa tarkastelussa huomioitiin koko kaupungin mittakaava usean eri toimijan yhteistyönä. Hankkeen selvitykset osoittavat, että lämmön talteenotto viemäriverkostossa ennen puhdistamoa pudottaa puhdistamolle tulevan jäteveden lämpötilaa eri tavoin riippuen siitä, paljonko ja missä kohtaa verkostoa lämpöä otetaan talteen ennen puhdistamoa. Selvisi muun muassa, että maaperän lämmöllä on suuri vaikutus jäteveden lämpötilaan.

– Puhdistamot on suunniteltu toimimaan tietyllä jäteveden lämpötila-alueella. Jos jätevedestä otetaan lämpöä talteen ennen jätevedenpuhdistamoa, voi tämä vaatia suuria investointeja puhdistamon kapasiteettiin. Myös puhdistamon operointia pitäisi tällöin sopeuttaa uuteen tilanteeseen, eikä kaikkia vaikutuksia vielä tunneta, toteaa jätevedenpuhdistuksen osastonjohtaja Kristian Sahlstedt HSY:stä.

Hankkeessa havaittiin, että käyttöveden lämmöntalteenotossa ja jäähdytyksessä on potentiaalia, joka on hyödynnettävissä ilman haittaa eri osapuolille, sillä tapaustutkimusten verkostosimulaatioiden perusteella vesi saapuu kuluttajille pitkässä verkostossa joka tapauksessa lämpötilassa, joka on lähellä maaperän lämpötilaa.

Jatkoselvityksiä tarvitaan

Toteutettu hanke osoitti, että olisi tarpeen selvittää, mitä muutoksia lämpötilan pysyvä aleneminen aiheuttaisi jätevedenpuhdistamolla. Lisäksi voitaisiin tutkia, löytyisikö viemäriverkostosta helposti toteutettavia lämmön talteenoton kohteita, joissa yhdistyisi korkea lämpötila, helppo tekninen toteutus ja vähäinen vaikutus puhdistamon toimintaan. Hankkeessa erittäin lupaavaksi osoittautuneen käyttöveden lämmön talteenoton tulosten yleistettävyys voi vaatia lisätutkimuksia ja kattavamman määrän mittausdataa. Kustannusarvioita tulisi laajentaa kattamaan myös talteenoton toteutuksen ja operoinnin kustannukset sekä puhdistamon käyttökustannukset. Jatkokehittely tarvitsee päättyvän hankkeen kaltaista hyvää yhteistyötä eri toimijoiden kesken.

Hankekonsortion pääpartnerina toimi HSY ja sen hankepartnereita olivat Turun seudun puhdistamo Oy, Turun Vesihuolto Oy, Turun Seudun Vesi Oy, Helen Oy, Fortum ja Turku Energia. Muita yhteistyökumppaneita olivat Aalto, VTT, Fluidit Oy, AFRY sekä Gaia Consulting Oy, joilta hankekonsortio osti tutkimus- ja projektinhoitopalveluita.

Lämmöntalteenoton energiatase kaupungissa ja vaikutus jätevesien käsittelyyn (JV-LÄMPÖ) -hanke sai ympäristöministeriön myöntämää valtionavustusta Ravinteiden kierrätyksen ja jätevesien käsittelyn energiatehokkuuden hankkeiden avustushaussa vuonna 2020.

Kaikki hankkeessa tuotetut raportit ja 1.11. pidetyn päätöswebinaarin esitykset ovat saatavissa hankesivuilta.

Hankesivut: hsy.fi/jatevesilampo