Euroopan unioni Vipuvoimaa EU:lta

Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoittaman hankkeen kuvaus

1 Hanke

Hankekoodi: A70942

Hankkeen nimi: Metallipitoisten hulevesien ja käsiteltyjen jätevesien puhdistustehokkuuden parantaminen luonnonmateriaaleilla (HuJa)

Toimintalinja: 2. Uusimman tiedon ja osaamisen tuottaminen ja hyödyntäminen

Erityistavoite: 4.1. Tutkimus-, osaamis- ja innovaatiokeskittymien kehittäminen alueellisten vahvuuksien pohjalta

Suunnitelman mukainen toteutusaika: Alkaa 1.10.2015 ja päättyy 30.9.2018

Toiminnan tila: Toiminta päättynyt

Vastuuviranomainen: Pohjois-Pohjanmaan elinkeino-, liikenne- ja ympäristökeskus

2 Hakijan perustiedot

Hakijan virallinen nimi: Oulun Yliopisto

Organisaatiotyyppi: Yliopisto

Y-tunnus: 0245895-5

Jakeluosoite: PL 4300

Puhelinnumero: 0294484503

Postinumero: 90014

Postitoimipaikka: Oulun yliopisto

WWW-osoite: http://www.oulu.fi/yliopisto

Hankkeen yhteyshenkilön nimi: POSTILA HEINI TUULIA

Yhteyshenkilön asema hakijaorganisaatiossa: Projektipäällikkö

Yhteyshenkilön sähköpostisoite: heini.postila(at)oulu.fi

Yhteyshenkilön puhelinnumero: 0294484503

Hakijoiden lukumäärä tai tuen siirto -menettely: Vain yksi hakija

3 Suunnitelman mukainen tiivistelmä toteutuksesta

Hulevesiin päätyy mm. rakennustyömailta ja teollisuus- ja liikealueilta metalleja, jotka voivat kertyä pieniin vesistöihin ja aiheuttaa myrkyllisyytensä takia haitallisia eliöstövaikutuksia. Jätevedenpuhdistamolle kulkeutuvat metallit päätyvät pääasiassa lietteeseen, jonka hyötykäyttö riippuu raskasmetallien määrästä. Maakunnassa syntyville sivutuotebiomassoille ja luonnonvaroille olisi hyvä löytää uusia käyttötapoja. Puhdistettu jätevesi sisältää ravinteita, ja näiden puhdistumista voitaisiin mahdollisesti tehostaa pajukosteikkoja käyttämällä. Tästä on hyviä tuloksia etelästä, mutta tietoa tarvittaisiin soveltuvuudesta pohjoisen epäsuotuisampiin olosuhteisiin. Teollisuudessa puolestaan kiristyvät lupa-ehdot ja vesien kierrätyksen tehostaminen asettavat vaatimuksia metallien poiston tehostamiselle. Hanke jakaantuu kolmeen osatavoitteeseen:
1.Selvittää laboratorio- ja pilot-testauksin raskasmetallien puhdistumista mm. hulevesistä sekä teollisuuden jätevesistä luonnonmineraaleja ja kehitettäviä modifioituja biomateriaaleja (mm. sahanpuru) käyttämällä.
2.Selvittää koekentän avulla, paljonko pajujen kasvatuksella voidaan vähentää käsiteltyjen jätevesien ravinne- ja raskasmetallipitoisuuksia. Samalla selvitetään lajien sopivuus (selviäminen, biomassa).
3.Selvittää kirjallisuuskatsauksena missä vaiheessa raskasmetallipitoisuuksia olisi mahdollista ja taloudellisinta vähentää, ettei niitä päätyisi niin paljon lietteeseen.
Hankkeen tuloksena saadaan tietoa millaisilla luonnonmateriaaleilla ja aktivoinneilla sekä miten vesienkäsittelyyn asetettuna voidaan parhaiten pienentää vesiin ja lietteeseen päättyvää raskasmetallikuormaa ja tiedoista hyötyy myös mm. metalliteollisuus luparajojen tavoitteiden mukaisesti toimiessa. Pajukosteikkotutkimuksesta saadaan tietoa mitkä lajit sopivat parhaiten pohjoisiin olosuhteisiin, mikä tällaisen puhdistamon kustannustehokkuus (kustannukset vs. puhdistuskyky) on ja mikä näiden biomassantuotto on, jos alueelle johdetaan jälkikäsittelyyn puhdistamokäsiteltyä jätevettä. Hankkeen tuloksena myös saadaan tietoa lietteen raskasmetallien vähentämismahdollisuuksista. Yhteistyötä tehdään mm. vesihuoltolaitosten, jätekeskuksen ja yritysten kanssa, sekä jakamalla tietotaitoa, että testausmateriaalien, -paikkojen ja vesien muodossa. Hanke edistää sisältönsä puolesta monia kestävän kehityksen tavoitteita (mm. ympäristöosaamisen lisääntyminen). Vesihuolto- ja tekniikka ovat perinteisesti olleet miehisempiä aloja, joten käytännön tuloksia hyödyntävät olisivat enemmän miehiä kuin naisia. Tutkimuksen tavoitteena olevan puhtaamman ympäristön, erityisesti vesien, hyödyntäjiä ovat kuitenkin sekä naiset että miehet. Hanke myös edistää hieman yhdenvertaisuutta, sillä tutkimusryhmän on tarkoitus olla monikulttuurinen.

4 Hankkeen kohderyhmät

4.1 Varsinaiset kohderyhmät

Hankkeen varsinaisina kohderyhminä
Vesihuoltolaitokset, jätekeskukset: Hankkeen koetoiminta antaa hyödyllistä tietoa miten hulevesien ja jätevesien raskasmetallikuormaa voitaisiin pienentää, jotta raskasmetallikuormaa vesistöihin saataisiin vähennettyä ja liete voitaisiin tulevaisuudessakin hyödyntää pelloilla. Lisäksi pajukkokosteikon toiminnan selvityksestä saatuja tietoja voidaan hyödyntää myös muiden jätevedenpuhdistamoiden vesienkäsittelytoiminnan suunnittelussa.
Sahateollisuus (esim. Pölkky Oy) voi saada sahanpurulle uuden käyttökohteen, korkeamman jalostusarvon tuotteen, ja hanke voi edistää uuden yritystoiminnan käynnistymistä tuotteiden modifioinnin ja myynnin tiimoilta.
Teollisuus (esim. Outokumpu Chrome Oy): Metalliteollisuus voi hyödyntää tuloksia suunnitellessaan vedenpuhdistusprosessejaan tulevaisuuden kiristyvien lupaehtojen mukaiseksi.
Vedenpuhdistusmineraaleja toimittava yritys (Aquaminerals Finland Oy) voi saada uusia käyttökohteita tuotteilleen.

4.2 Välilliset kohderyhmät

Välillisinä kohderyhmiä ovat
Tiedeyhteisö: Tuotekehitys ja vedenpuhdistusratkaisujen kehittäminen on innovatiivista toimintaa ja voi vahvistaa Suomen asemaa vedenpuhdistusmarkkinoilla.
Koulutusala: Tietämys luonnonmateriaalien hyötykäytöstä vedenpuhdistuksessa lisääntyy ja siten alan kiinnostavuus voi lisääntyä.
Kunnat, liikenne yms.: Hulevesien raskasmetallipitoisuuksien vähentämismahdollisuuksista saadaan tietoa.
Maatalous: Tietoa siitä, voisiko energiapajujen kasvatus olla kannattava vaihtoehto myös pohjoisissa olosuhteissa käyttämättömillä pelloilla ja voitaisiinko tällä samalla myös puhdistaa valumavesiä ja lisätä toimeentuloa maaseutualueille.
Kaivostoiminta: Tietoa pajujen käyttömahdollisuuksista valumavesien puhdistuksessa.
Konsultit: Voivat hyödyntää kaikkia hankkeessa saatuja tietoja suunnittelutehtävissään.
Paikallinen energiantuotanto: Energiapajujen kasvatuksen kautta voi saada lisää materiaalia energiatuotantoonsa.

5 Projektin julkinen rahoitus, euroa

Myönnetty EU- ja valtion rahoitus: 233 000

Toteutunut EU- ja valtion rahoitus: 233 000

Suunniteltu julkinen rahoitus yhteensä: 288 000

Toteutunut julkinen rahoitus yhteensä: 288 000

6 Maantieteellinen kohdealue

Maakunnat: Pohjois-Pohjanmaa

Seutukunnat: Oulunkaaren, Koillismaan, Oulun

Kunnat: Taivalkoski, Oulu, Kuusamo, Pudasjärvi

Toteutuspaikan osoite, jos hanke toteutetaan yhdessä paikassa

Jakeluosoite:

Postinumero:

Postitoimipaikka:

7 Hakemusvaiheessa ilmoitettavat arviot hankekohtaisista seurantiedoista

7.1 Uusien työpaikkojen määrä (kysytään vain erityistavoitteisiin 1.1, 2.1 ja 3.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joihin työllistyvät naiset 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joihin työllistyvät naiset 0

7.2 Uusien yritysten määrä (kysytään vain erityistavoitteeseen 1.1 kuuluvissa hankkeissa)

Suunniteltu: 0, joista naisten perustamia 0

Toteutunut seurantatietojen mukaan: 0, joista naisten perustamia 0

8 Horisontaaliset periaatteet

8.1 Sukupuolten tasa-arvo

Hankkeessa on tehty toimintaympäristön analyysi sukupuolinäkökulmasta: Kyllä
Toimintaympäristön analyysi tehtiin arvioimalla mm. tilastokeskuksen Naiset ja miehet Suomessa 2014. julkaisun tekniikan alan koulutuksen saaneiden sukupuolijakaumaa (yli 80 % miehiä), vesihuoltolaitosten henkilökunnan sukupuolijakaumaa (tilastotietoja ei onnistuttu löytämään, mutta yhteydenottoja tehneenä ja Pohjois-Suomen Vesivaliokunnan tilaisuuteen osallistuneena vesihuoltolaitosten henkilökunta on hyvin miesvaltaista (kaikki olleet tähän mennessä miehiä)) sekä tarkastelemalla hankkeessa työskentelemään tulevien henkilöiden sukupuolta ja vertaamalla sitä yleisesti vastaavilla aloilla työskentelevien sukupuoleen. Hankkeen yhtenä taustatavoitteena on puhtaampi ympäristö, erityisesti vesistöt, ja vesistöjen käyttäjäryhmiä myös arvioitiin yleisen tietämyksen valossa.
Sukupuolinäkökulma on huomioitu hankkeen toiminnassa (valtavirtaistaminen): Kyllä
Kyllä, tietoja esitetty mm. kohdassa 5.2 ja 13.2. Sitä tullaan myös seuraamaan hankkeen aikana.
Hankkeen päätavoite on sukupuolten tasa-arvon edistäminen: Ei
Ei, sillä hankkeen päätavoitteena on ympäristökuormitusten vähentäminen ja uusien innovatiivisten ratkaisujen löytäminen siihen mm. paikallisia sivutuotteita hyödyntämällä.

8.2 Kestävä kehitys

VälitönVälillinen
Ekologinen kestävyys
Luonnonvarojen käytön kestävyys 8 8
Hankkeella on suora positiivinen vaikutus ympäristön tilaan, sillä sen tavoitteena on vähentää vesistöpäästöjä ja edistää eliöstön monimuotoisuuden säilymistä ja luonnonvesien laatua alueilla, joihin johdetaan esim. hulevesien mukana raskasmetalleja. Tutkittavat biomassamateriaalit ovat uusiutuvia.
Ilmastonmuutoksen aiheuttamien riskien vähentäminen 4 8
Ilmastonmuutos lisää paineita uusiutuvan energian käyttöön ja tarvetta myös lisätä hiiltä sitovia ratkaisuja. Tähän liittyen energiapajujen kasvatuksen mahdollisuuksien ja sopivien lajien selvitys pohjoisissa olosuhteissa on tärkeää, sillä niitä voitaisiin viljellä etenkin käytöstä poistuneilla turvemaa-alueilla, ja vähentää näiden alueiden kasvihuonekaasupäästöjä.
Kasvillisuus, eliöt ja luonnon monimuotoisuus 5 8
Uusien ratkaisujen kehittäminen raskasmetallikuormituksen vähentämiseksi edistäisi vesien eliöstön monimuotoisuuden säilymistä, sillä myrkylliset raskasmetallit aiheuttavat eliöstölle haittoja. Pajujen käytöllä voitaisiin vähentää myös ravinnepitoisuuksia päätymistä vesistöihin, mikä voisi aiheuttaa rehevöitymistä.
Pinta- ja pohjavedet, maaperä sekä ilma (ja kasvihuonekaasujen väheneminen) 8 8
Hanke vaikuttaa positiivisesti pinta- ja pohjavesiin, sillä kehitettävien ja testattavien menetelmien kautta olisi tavoitteena pystyä vähentämään raskasmetallien ja osittain myös ravinteiden pääsyä pinta- ja pohjavesiin. Hankkeella on vaikutuksia maaperään; luonnonmineraalit saadaan maaperästä, pajuja voidaan käyttää myös maaperän puhdistukseen, jos siihen on tarvetta ja testattavilla materiaaleilla voidaan vähentää myös maaperään päätyvää raskasmetallikuormitusta. Jos energiapajujen kasvatusta aletaan harjoittamaan esim. käytöstä poistuneilla turvemaa-alueille (löydetään parhaimmat lajit), ja jos sen kannattavuutta saadaan lisättyä johtamalla esim. ravinteita sisältäviä vesiä sinne (maatalous, jätevedenpuhdistamot yms.), voidaan tällä muuttaa kasvihuonekaasupäästölähteenä toimivia turvemaa-alueilta enemmän kasvihuonekaasupäästöjä sitoviksi.
Natura 2000 -ohjelman kohteet 1 5
Hanke ei toimi Natura-alueella. Tulevaisuudessa kehitetyillä ratkaisuilla voidaan vähentää myös niihin kohdistuvaa kuormaa, jos näiden alueiden läheisyydessä on tarvetta tähän
Taloudellinen kestävyys
Materiaalit ja jätteet 5 8
Hankkeessa kehitetään ja testataan modifioitujen biomassojen (mm. sivuotteena syntyvän sahanpurun) käyttöä vedenkäsittelymateriaalina raskasmetallipitoisten vesien puhdistamiseen eli hankkeessa paikallisen sahateollisuuden sivuvirtoja jalostetaan korkeamman arvon tuotteiksi (puhdistuskemikaalit) ja lisättäisiin niiden hyötykäyttöä. Jos puhdistamolietteeseen ei kerry liikaa raskasmetalleja, voidaan liete käyttää hyödyksi esim. lannoitteena, eikä sitä tarvitse käsitellä jätteenä, mikä vähentää jätteen määrää. Pajujen ravinteiden talteenotto, poltto ja tuhkan hyödyntäminen lannoitteena lisäisivät ravinnekiertoa.
Uusiutuvien energialähteiden käyttö 3 6
Hankkeen perusteella saadaan selville pohjoisissa olosuhteissa eri (paju)lajien selviäminen ja biomassan tuottokyky, jonka perusteella voidaan arvioida isompienkin energiapajukoiden kasvatuksen kannattavuutta ja mahdollisuuksia paikallisessa energiantuotannossa.
Paikallisen elinkeinorakenteen kestävä kehittäminen 5 8
Hankkeessa vesienpuhdistuskemikaaleiksi olisi tavoitteena modifioida paikallisia sivutuotebiomassoja (esim. sahanpurut) sekä testata myös luonnonmineraalien soveltuvuutta. Näistä kumpiakin materiaaleja voitaisiin myös hyödyntää paikallisissa vesienpuhdistustarpeissa.
Aineettomien tuotteiden ja palvelujen kehittäminen 1 4
Hankkeessa ei kehitetä aineettomia tuotteita tai palveluja. Välillisesti esim. konsultit voivat kuitenkin käyttää tietoja suunnittelutyössään.
Liikkuminen ja logistiikka 1 1
Hanke voi vaikuttaa välillisesti liikkumistarpeen vähenemiseen, jos kaukaa tuotavien vedenpuhdistuskemikaalien sijasta käytetäänkin lähellä syntyneitä biomassoja, jotka tullaan modifioimaan paikanpäälle tai lähialueille.
Sosiaalinen ja kulttuurinen kestävyys sekä yhdenvertaisuus
Hyvinvoinnin edistäminen 2 2
Hanke vaikuttaa jonkun verran lisäävästi yliopiston tutkimustiedon siirtymisessä maakuntaan (samalla siirtynee myös muuta kuin juuri tätä hanketta koskevaa tutkimustietoa).
Tasa-arvon edistäminen 3 3
Hankkeen tulosten käyttäjistä työssään tuloksia hyödyntävistä suurin osa tullee olemaan miehiä, mikä selittyy miesten enemmistöllä alalla. Hankkeen työntekijöistä valtaosa on naisia. Jätevedenpuhdistuspuoli ja tekniikka yleensäkin ovat olleet hyvin miesvaltaisia aloja, joten tämä hanke vai ainakin hankkeen työntekijöiden osalta vähentää sukupuoleen perustuvaa eriytymistä. Hanke edistää myös naisten työuralla etenemistä tutkimuspuolella ja ehkä vaikuttaa hieman positiivisesti alan imagoon myös naisten keskuudessa. Eri sukupuolilla on kuitenkin yhtäläiset mahdollisuudet hyödyntää hankkeessa saatavaa, ympäristön tilaan (veden laatu, lietteen laatu) positiivisesti vaikuttavaa tietotaitoa, sillä sen hyödyntäminen ei ole mitenkään sukupuolesta kiinni. Lisäksi esim. vesistöjen virkistyskäyttäjät ovat sekä naisia että miehiä (mm. uinti, kalastus)
Yhteiskunnallinen ja kulttuurinen yhdenvertaisuus 3 1
Hankkeella on positiivinen vaikutus monikulttuurillisuuteen, sillä hankkeessa on tarkoitus olla työntekijänä ainakin yksi eri maasta kotoisin oleva aikuisena Suomeen muuttanut. Mahdollisesti voi olla myös muita ulkomaalaistaustaisia työntekijöitä, sillä yliopisto on työyhteisönä kansainvälinen.
Kulttuuriympäristö 4 5
Hulevesien käsittelyratkaisut voivat olla osa viherympäristön suunnittelua. Samoin vesistöpäästöjen vähentämisellä voidaan edistää kaupunkivesien virkistyskäyttöarvon säilymistä.
Ympäristöosaaminen 10 10
Hankkeessa vahvistetaan ympäristöteknologiaa, ympäristöosaamista ja tietoisuutta, mm. kehittämällä ja selvittämällä uusia vedenpuhdistusmenetelmiä.

9 Loppuraportin tiivistelmä

Hulevesiin päätyy mm. rakennustyömailta ja teollisuus- ja liikealueilta metalleja, jotka voivat kertyä pieniin vesistöihin ja aiheuttaa myrkyllisyytensä takia haitallisia eliöstövaikutuksia. Jätevedenpuhdistamolle kulkeutuvat metallit päätyvät pääasiassa lietteeseen, jonka hyötykäyttö riippuu raskasmetallien määrästä. Maakunnassa syntyville sivutuotebiomassoille ja luonnonvaroille olisi hyvä löytää uusia käyttötapoja. Puhdistettu jätevesi sisältää ravinteita, ja näiden puhdistumista voitaisiin mahdollisesti tehostaa pajukosteikkoja käyttämällä. Tästä on hyviä tuloksia etelästä,
mutta tietoa tarvittaisiin soveltuvuudesta pohjoisen epäsuotuisampiin olosuhteisiin. Teollisuudessa puolestaan kiristyvät lupaehdot ja vesien kierrätyksen tehostaminen asettavat vaatimuksia metallien poiston tehostamiselle.

Hanke jakaantui kolmeen osatehtävään, joista ensimmäisessä selvitettiin ensin laboratoriokokein (mm. ravistelutestejä ja kolonnikokeita) ja sen jälkeen mahdollisissa todellisissa käyttökohteissa tehdyin pilottikokein erilaisten modifioitujen luonnonmateriaalien ja mineraalien soveltuvuutta esim. hulevesien tai teollisuuden jätevesien metallien poistoon. Pilottirakenteista toinen oli suodatintyylinen, jossa vesi virtasi isompiraekokoisen materiaalin (2-4, 5-15 tai 4-16 mm) läpi, ja toisessa vesi ensin sekoitettiin hienojakoisen materiaalin kanssa ja sen jälkeen kiintoainetta laskeutettiin. Toisessa osatehtävässä selvitettiin Kuusamon Torangin jätevedenpuhdistamon taakse rakennetun pilottipajukosteikon (noin 0,035 ha) avulla, paljonko pajujen käytöllä voidaan vähentää käsiteltyjen jätevesien ravinnepitoisuuksia. Testauksessa oli pääasiassa neljään alustavasti pohjoisiin olosuhteisiin soveltuvaa eri pajulajiketta, joiden selviämistä ja biomassan tuottoa myös tarkasteltiin. Kolmannessa osatehtävässä selvitettiin kirjallisuuskatsauksena missä vaiheessa raskasmetallipitoisuuksia olisi mahdollista ja taloudellisinta vähentää, ettei niitä päätyisi niin paljon lietteeseen/lietteen mukana eteenpäin.

Hankkeen laboratoriotulosten perusteella (ravistelukokeet ja sekoitus-laskeutustestaukset) modifioiduista biomateriaaleista modifioitu turve toimi testatun teollisuusveden metallien poistossa paremmin kuin modifioitu sahanpuru, joka puolestaan toimi paremmin testatulle hulevedelle. Näistä sahanpuru laskeutui selvästi paremmin. Testatuista mineraaleista PalPower M10 osoittautui pääasiallisesti tehokkaimmaksi metallienpoistajaksi. Suodatintyyppisessä pilottiratkaisussa testatuista materiaaleista parhaimmaksi osoittautui kierrätysmineraali ALOXrc (2-4 mm). Sekoitus- ja laskeutustyyppisessä pilottiratkaisussa PalPower M10 jauhe poisti tehokkaasti monia analysoituja metalleja.

Hankkeen tulosten perusteella pajukosteikolla voidaan lisätä ravinteidenpoistoa jätevesistä myös pohjoisissa olosuhteissa. Lisäravinteiden saanti jätevesistä lisää myös pajujen biomassan tuotantoa. Pajulajikkeiden välillä oli kuitenkin selvästi eroa biomassan tuotannossa, niin että testatuista lajikkeista Gudrun tuotti eniten biomassaa ja heikoiten selvisivät paikallisesta lajikkeesta kerätyt pistokkaat.

Kirjallisuusselvityksen perusteella raskasmetallien erottaminen lietteistä on kannattavaa vain, jos raskasmetallipitoisuudet ovat korkeat. Tällöin vähennetään huuhtoutumaa ja lietteen uudelleenkäyttö maanparannusaineena tai lietteen poltto ovat mahdollisia. Käytetyimmät menetelmät raskasmetallien poistoon lietteestä ovat kemiallinen uutto ja bioliuotus. Koska raskasmetallien erottaminen lietteistä ei ole pääasiassa kustannustehokasta, raskasmetallien käytön vähentäminen ja esimerkiksi hulevesien imeyttäminen maaperään syntypaikoilla nousivat esille kirjallisuustutkimuksessa tekijöinä, joilla raskasmetallien pääsyä lietteisiin voisi estää.

Hanke edisti sisältönsä puolesta monia kestävän kehityksen tavoitteita (mm. lisäsi ympäristöosaamista ja sitä kautta tietoja vesikuormituksen vähentämismahdollisuuksista). Vesihuolto- ja tekniikka ovat perinteisesti olleet miehisempiä aloja, joten käytännön tuloksia työssään hyödyntävät ovat todennäköisesti enemmän miehiä kuin naisia. Selvityksen välillisenä tavoitteena olevan puhtaamman ympäristön, erityisesti vesien, hyödyntäjiä ovat kuitenkin sekä naiset että miehet. Hanke myös edisti hieman yhdenvertaisuutta, sillä tutkimusryhmä oli monikulttuurinen.