Innovatiiviset yhdistelmäkäsittelyteknologiat typen poiston ja talteenoton tehostamiseksi kylmissä jätevesissä -hanke (jäljempänä YTY) liittyy kansalliseen Vesiosaamisen kasvu- ja kansainvälistymisohjelmaan, jota hallinnoivat Etelä-Savon ELY-keskus sekä maa- ja metsätalousministeriö. Ohjelma on yksi kasvun kärkialaohjelmista osana Suomen elpymis- ja palautumissuunnitelman (RRP) kolmatta pilaria. YTY-hankkeella pyritään vahvistamaan vesialan toimijoiden välistä yhteistyötä uusien yhteistarjoamaan perustuvien vientituotteiden ja yhdistelmäratkaisuiden tuottamiseksi. Hankkeen toteutusaika on 1.8.2022-31.12.2023.

Typpi on yksi jätevesien sisältämistä pääravinteista, joka aiheuttaa mm. Itämeren rehevöitymistä. Yhdyskuntien jätevesilaitoksilla typen poisto tapahtuu tyypillisesti mikrobiologisen nitrifikaatio-denitrifikaatio –prosessin avulla osana aktiivilieteprosessia. Typen mikrobiologinen poisto erityisesti kylmissä olosuhteissa on haastavaa. Yleisesti käytössä olevilla aktiivilietelaitoksilla typen poistotehokkuus laskee merkittävästi lämpötilan laskiessa +12 °C alapuolelle.

YTY-hankkeessa demonstroidaan käytännön olosuhteissa uutta yhdistelmäkäsittelymenetelmää typen poiston tehostamiseksi erityisesti kylmistä jätevesistä. Tavoitteena on toteuttaa referenssilaitos ja osoittaa menetelmän tehokkuus typen poistoon ja talteenottoon, joka on mahdollista integroida olemassa oleviin aktiivilietelaitoksiin kohtuullisin kustannuksin tai uusiin jäteveden puhdistamoihin laitoksen biologiseksi prosessiksi. Menetelmän toimivuutta demonstroidaan pilot-mittakaavassa Vihdin Kirkonkylän jätevedenpuhdistamolla.

Menetelmä perustuu MBBR-teknologian (Moving Bed Biofilm Reactor) ja 4D Sieppariteknologian yhdistelmään osana aktiivilieteprosessia. MBBR-teknologian osalta on saatu lupaavia tuloksia menetelmän tehokkuudesta typen poistoon erityisesti kylmillä jätevesillä jopa 5 °C:n lämpötiloissa. 4D Sieppariteknologian osalta on vastaavasti saatu erittäin lupaavia tuloksia nitraattitypen (NO3-) poistamisesta jätevesistä. Talteenottokokeiden perusteella on todettu 4D Sieppareiden tehokkuuden säilyvän lähes normaalilämpötilaa vastaavalla tasolla 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.

Hankkeen lopputuloksena syntyy uusi, käytännön olosuhteissa demonstroitu konsepti typen poiston tehostamiseksi kylmissä vesissä, joka on mahdollista integroida kustannustehokkaasti olemassa olevien aktiivilietelaitosten toimintaan ilman korkeita investointikustannuksia. Tulosten perusteella voidaan arvioida yhdistelmäkäsittelymenetelmän käyttöönotto- ja operointikustannuksista vs. konventionaalinen aktiivilietelaitos. Hankkeen aikana saatavat tulokset luovat pohjan uuden konseptin kaupallistamiseksi. Hankkeessa selvitetään lisäksi yhdistelmäkäsittelymenetelmän potentiaalisia markkina-alueita erityisesti Pohjoismaista sekä Itämeren alueelta uutta kv-liiketoimintaa varten.

Hanke toteutetaan laaja-alaisessa yhteistyössä Savonia-ammattikorkeakoulun, Operon Group Oy:n, Finnish Water Forumin, Weeefiner Oy:n sekä Vihdin Veden toimesta. Alla tarkempi kuvaus hankkeen 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. Savonia toimittaa Vihtiin pilot-koeajon toteutuksessa tarvittavan pilot-mittakaavan MBBR-laitoksen. Lisäksi Savonia tuo hankkeeseen analytiikkaosaamista sekä eri prosessien pilotointikyvykkyyttä kenttäkohteessa tapahtuvaa Proof of Concept –demonstrointia varten.
• 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 toimii pilot-koeajon operoijana. 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 ”Vientipotentiaalin kartoitus ja potentiaalisten markkina-alueiden selvitys kansainväliseen liiketoimintaan” osalta.
• Vihdin Vesi toimii hankkeessa osatoteuttajana typen poiston tehostamisen koepaikkana (ns. case-ownerina) sekä tarjoaa hankkeen käyttöön tarvittavat tilat Vihdin Kirkonkylän jätevedenpuhdistamolta ja valmiudet Proof of Concept –koeajon toteutukseen.