Jätevesien fosforista huippujalosteita

Ongelma

Ruuantuotannolle välttämätöntä fosforia saadaan lähinnä apatiittikaivoksista. Varannot sijaitsevat pääosin Euroopan ulkopuolella, minkä lisäksi niiden riittävyydeksi on arvioitu enää 60−400 vuotta. Nykyisillä käyttötavoilla fosfori päätyy usein sellaiseen muotoon, että siitä on vaikea valmistaa korkeamman asteen jatkojalosteita. Yhdyskuntien jätevedet sisältävät runsaasti fosforia, mutta nykyiset ravinteiden talteenottotekniikat eivät sovellu sellaisenaan suomalaisille jätevedenpuhdistamoille. Jätevesien lietteistä valmistettuja jatkojalosteita käytetään nykyisin muun muassa viherrakennuksessa ja pieneltä osin myös maataloudessa, mutta maatalouskäytön lisääminen edellyttää kierrätysfosforin tuotteistamista korkeamman asteen jalosteiksi.

Ratkaisu: Fosfori talteen jätevedestä

Helsingin seudun ympäristöpalvelut -kuntayhtymä (HSY) on kehittänyt fosforin talteenottomenetelmän, jossa fosfori kerätään talteen puhdistetusta jätevedestä. Niin kutsutussa Ravita-prosessissa fosfori otetaan talteen fosforihappona. Se mahdollistaa fosforin hyödyntämisen laajasti erilaisissa teollisuusprosesseissa sekä lannoitetuotannossa. Menetelmä on tuotekehitysvaiheessa ja tulee soveltumaan erilaisille puhdistamoille. Fosforin talteenottoon voidaan myös yhdistää typen talteenotto. Silloin lopputuotteena syntyy ammoniumfosfaattia, joka soveltuu sellaisenaan typpi-fosforilannoitteeksi.

Toimintamalli ja hyödyt kunnalle

Kehittynyt fosforin talteenotto mahdollistaa suljetun fosforikierron, jolloin neitseellisistä lähteistä tuotettua fosforia voidaan käyttää vähemmän. Kunnan on mahdollista palauttaa kriittinen ravinne takaisin hyötykäyttöön ruuantuotantoon. Koska Ravita-prosessi on skaalautuva, voidaan se toteuttaa erikokoisilla ja -tasoisilla puhdistamoilla, myös osaprosessina. Se tarjoaa erikokoisille kunnille mahdollisuuden toteuttaa fosforin korkea-asteista kierrätystä tulevaisuudessa. Syntynyttä fosforihappoa voidaan hyödyntää myös biokaasulaitoksilla typen talteenotossa, jolloin pystytään tuotteistamaan sekä fosforia että typpeä sisältävä yhdistelmäravinne, ammoniumfosfaatti.

Hyödyt kuntalaiselle

Edelleen kesken olevalla kehitystyöllä valmistaudutaan kierrätysteknologia-alustan luomiseen yhdyskuntien jätevedenpuhdistamoille. Tiukentuvia ympäristövaatimuksia on mahdollisuus ennakoida, kun ravinteiden talteenottoteknologian kehittyy. Se mahdollistaa myös vesihuollon kustannusten nousun hillinnän pitkällä aikavälillä.

Kehitystyön seuraava askel on fosforihapon tuotannon demolaitoksen rakentaminen Viikinmäen jätevedenpuhdistamolle Helsinkiin vuoden 2018 aikana. Demolaitoksessa tuotantoa testataan teknisesti mielekkäässä mittakaavassa, jossa prosessin toimintaa voidaan optimoida realistisen kokoisilla laitteistoilla. Testin perusteella voidaan tehdä tarkempia kustannushyötylaskelmia. Demolaitoksen toteuttaminen on valittu keväällä 2017 Suomen hallituksen kärkihankkeeksi ja kehitystyötä on rahoitettu YM:n RAKI-ohjelman kautta vuodesta 2014 alkaen.