Pääosassa kiltti puhdistajabakteeri
Yli puolet jäteveden käsittelyn tarvitsemasta energiasta kuluu hapen syöttämiseen biologiseen reaktoriin. Puhdistajabakteerit tarvitsevat happea toimiakseen. Jäteveden käsittelijät eivät kuitenkaan tarkalleen tiedä, missä kohtaa altaassa happea tarvitaan. Siksi he joutuvat lisäämään happea veteen enemmän kuin mitä bakteerit tarvitsisivat.
”Tällä hetkellä vain 20 % hapesta päätyy puhdistajabakteereille ja loput 80 % menee hukkaan”, sanoo yhdyskuntajäteveden puhdistuksen työelämäprofessori Anna Mikola.
Hän vetää juuri alkanutta hanketta, jossa kehitetään pientä mittaussukellusvenettä. Sen avulla tutkijat pystyvät tulevaisuudessa keräämään tietoa hapen määrästä eri kohdissa allasta. Nykyisillä mittalaitteilla hapen pitoisuuksien mittaaminen olisi kallista ja vaatisi suuren määrän mittalaitteita.
Sukellusrobotin kehittäminen on vielä alussa. Mikola arvioi, että näillä näkymin vuoden kuluttua sitä voidaan testata oikeassa jätevesipuhdistamossa.
Ilokaasu ei ole ilon asia jätevedenpuhdistamossa
Kun puhdistajabakteerit poistavat jätevedestä typpeä, lopputuloksena on puhdasta typpikaasua. Mutta ei aina. Joskus bakteerien toiminta häiriintyy ja ne tuottavatkin typpioksiduulia eli ilokaasua.
”Jopa viidennes typestä tietyissä häiriötilanteissa voi päätyä ilmakehään ilokaasuna eikä typpenä”, Mikola sanoo.
Verrattuna tutumpaan hiilidioksidiin, ilokaasu on 300 kertaa haitallisempaa maapallolle.
Mikola kertoo, että kansainvälisen tutkijajoukon yhteistyö on ollut tiivistä ja pikkuhiljaa he ovat alkaneet ymmärtää ilokaasun muodostumiseen liittyviä prosesseja. Hapen turha lisääminen veteen on yksi asia, joka lisää kaasupäästöjä. Mutta se ei ole ainoa syy.
Tutkijat ovat havainneet, että ilokaasua alkaa muodostua, kun yksi ryhmä bakteereja häviää jätevedestä kokonaan myrkyllisen päästön takia.
”Bakteerit tekevät yhteistyötä keskenään, ja jos yksi ryhmä tippuu pois, ilokaasua alkaa muodostua.”
Jokin aine puhdistamoon tulevassa jätevedessä aiheuttaa myrkytyksen. Mikä aine tai aineiden yhdistelmä on, sitä tutkijat eivät tiedä. Ja kun ilokaasua alkaa muodostua, prosessi ei helposti palaudu ennalleen itsekseen. Häiriötilanne saattaa jatkua 3–4 kuukautta.
Ilokaasun muodostuminen jää myös helposti havaitsematta, jos ilokaasupäästöjä ei mitata suoraan. Viikinmäen jätevedenpuhdistamolla ilokaasupäästöjä on mitattu jo kymmenen vuoden ajan.
”On iso parannus, että voimme havaita tilanteen ja auttaa prosessia palautumaan jo 2–3 viikon kulutta.”
Ilokaasun muodostumisen ja happitasapainon tutkiminen ja parempi ymmärtäminen ovat tärkeitä virstanpylväitä kohti resurssiviisasta jätevedenpuhdistamoa. Ratkaisemalla muun muassa nämä asiat laitokset voivat tulevaisuudessa muuntua päästäjistä hiilinieluiksi.
Anna Mikolan professuuri on Aalto-yliopiston vesi- ja ympäristötekniikan tutkimusryhmässä insinööritieteiden korkeakoulun rakennetun ympäristön laitoksella. Professuuriin ovat lahjoittaneet Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä HSY, Maa- ja vesitekniikan tuki ry, Vesilaitosten kehittämisrahasto, HS-Vesi, Vaasan Vesi, Mikkelin vesilaitos, Lappeenrannan Energia Oy, Kuopion Vesi, Porvoon vesi, Jyväskylän seudun puhdistamo Oy ja Turun seudun puhdistamo Oy.
Lue lisää uutisia
Tommy Lindgren: “Arkkitehtuurin työkalut eivät ole neutraaleja – ne vaikuttavat siihen, mitä lopulta rakennetaan”
Arkkitehti Tommy Lindgren tarkastelee väitöskirjassaan, miten piirustukset ja muut suunnittelun visuaaliset välineet ohjaavat rakennetun ympäristön kehittämistä.
Alumni Riikka Nieminen: ”Aina ei tarvitse olla valmis paketti ottaakseen tietyn tehtävän vastaan”
Riikka Nieminen johtaa Suomen presales-tiimiä Salesforcella Dublinin teknologiahubissa.
Ilmoittaudu nyt kevään Inventors-ohjelmiin: medtech, energiajärjestelmät ja resilientti infrastruktuuri
Kolme uutta innovaatiokoulutusta tutkijoille järjestetään ensi keväänä, ja ilmoittautuminen on nyt avoinna!