Intensification of Operation of Inclined Plate Settler at Fertilizer Plant

Fertilizer plant’s process waters contain high concentrations of nitrogen compounds, such as ammonium and nitrate. Phosphorus and fluorine, which originate from phosphoric acid and rock phosphate (apatite) used in fertilizer production, are also present. Phosphorus and nitrogen are the primary nutrients causing eutrophication of surface waters. At fertilizer plant process waters are held in closed internal circulation. In a scrubber system process waters are used for washing exhaust gases from fertilizer reactors and dry gases from granulation drums as well as for cooling down the fertilizer slurry in neutralization reactor. Solids in process waters are separated in an inclined plate settler by gravitational sedimentation. However, the operation of inclined plate settler has been inadequate. The aim of this thesis was to intensify the operation of inclined plate settler and thus the solids separation e.g. through coagulation and/or flocculation process. Chemical precipitation was studied to reduce the amount of dissolved species in process waters. Specific interest was in precipitation of nitrogen, phosphorus, and fluorine containing specimens. Amounts of phosphorus and fluorine were reduced significantly by chemical precipitation. When compared to earlier studies, annual chemical costs were almost eight times lower. Instead, nitrogen compounds are readily dissolved in water, thus being difficult to remove by precipitation. Possible alternative techniques for nitrogen removal are adsorption, ion exchange, and reverse osmosis. Settling velocities of pH adjusted and flocculated process waters were sufficient for the operation of inclined plate settler. Design principles of inclined plate settler are also presented. In continuation studies, flow conditions in inclined plate settler should be modelled with computational fluid dynamics and suitability of adsorbents, ion exchange resins, and membranes should be studied in laboratory scale tests.

Biomassan käsittely voimalaitoksissa

Tässä diplomityössä tutkitaan biomassan esikäsittelyä suurissa voimalaitoksissa. Työssä keskitytään puusta saataviin polttoaineisiin. Biomassan esikäsittely on tärkeä osa voimalaitoksen toimintaa. Sillä pyritään saamaan puulle halutut ominaisuudet loppukäyttöä, kuten polttoa tai kaasutusta varten. Puubiomassan tärkeimpiä ominaisuuksia ovat kosteus, palakoko ja tasalaatuisuus. Työ on jaettu neljään osaan. Ensimmäisessä osassa tutkitaan kiinteän biomassan ominaisuuksia ja ongelmia. Toisessa osassa esitellään erilaisia voimalaitoksissa käytettäviä puubiomassoja ja niiden erityisominaisuuksia ja -vaatimuksia. Kolmannessa osassa esitellään biomassan käsittelyä voimalaitoksella. Käsittely jaotellaan vastaanottoon, esikäsittelyyn, varastointiin ja käsittelylaitteistoihin. Kolmannessa osassa tutkitaan myös käsittelyn erityisvaatimuksia ja esitellään esimerkkejä biomassan kokonaiskäsittelystä laitoksella. Työn neljäs osa paneutuu biomassan käsittelyn turvallisuus- ja ympäristöasioihin. Puubiomassan esikäsittely on suunniteltava käytettävien puulaatujen ja -määrien mukaan. Biomassan kosteuden ollessa korkea, on tutkittava onko kuivurien käyttö kannattavaa ja perusteltua. Jos voimalaitokselle tuleva puu on epätasalaatuista tai sisältää epäpuhtauksia, on käytettävä erilaisia puhdistus- ja murskainlaitteistoja. Biomassan käsittelyssä syntyy melua ja päästöjä. Ympäristö- ja terveyshaittojen ehkäisemiseksi käsittelylaitteistoihin on suunniteltava tarpeelliset suojat ja varojärjestelmät.

Maksimissaan 3m3 jätevettä vuorokaudessa puhdistavien puhdistamojen menetelmät ja laitteet

Työssä tutkitaan haja-asutusalueille soveltuvia, maksimissaan 3m3 jätevettä vuorokaudessa puhdistavien puhdistamojen menetelmiä ja laitteita.

Fosforin saostus jätevedestä membraanisuodatusten yhteydessä

Maailman vesistöjen suojelemiseksi on erittäin tärkeää taata riittävän tehokas jätevedenpuhdistus. Erityisesti liiallisissa määrissä veteen vapautuva fosfori on ravinne, joka altistaa vesistöt rehevöitymiselle ja lopulta jopa happikadolle. Tulevaisuudessa ympäristölupaehtojen todennäköisesti edelleen tiukentuessa on tärkeää kehittää nykyisiä jätevedenpuhdistamoita tehokkaammiksi ja tarkastella myös uusien vaihtoehtoisten jätevedenpuhdistusprosessien etuja suhteessa perinteiseen menetelmään. Työn tarkoituksena on tarkastella fosforin erotusta perinteisessä jätevedenpuhdistuksessa sekä vaihtoehtoissa puhdistusmenetelmissä. Kokeellisessa osassa tutkitaan fosforin kemiallista saostamista dekantterikokein ja tarkastellaan erityisesti membraanisuodatusten vaikutusta näytteiden fosforipitoisuuteen. Kokeiden näytteet noudettiin Parikkalan kunnan Särkisalmen puhdistamolla pilotoidusta membraanibioreaktoriprosessista (MBR). Tutkitut näytteet olivat denitrifikaatioliete ja MBR-permeaatti. Saostuskokeissa käytettiin kolmea eri ferrikloridin (Kemira PIX-105) annostelupitoisuutta (100, 300 ja 350 mg/L). Suodatuksissa käytettiin Microdyn-Nadir MV020 -mikrosuodatusmembraania. Tulosten perustella fosfori saostui 10-30 % tehokkaammin permeaatissa kuin lietteessä. Parhaimmillaan permeaatille saavutettiin 100 mg/L saostuskemikaalin annoksella n. 95 % fosforiretentio, jolloin saostetun näytteen fosforipitoisuudeksi jäi enää alle 0,2 mg/L. Membraanisuodatuksissa käytetty sekoitus osoittautui kriittiseksi tekijäksi fosforin erotuksen kannalta, sillä ilman sekoitusta tehdyissä kokeissa saavutettiin selkeästi parempia tuloksia. Permeaateille havaittiin liuoksen pH:n säädön tehostavan saostustehokkuutta pienimmällä saostuskemikaalin annostelulla jopa 20 %.

Photon Upconverting Nanophosphors: Unique Reporters for Optical Biosensing

Upconversion photoluminescence is a unique property of mostly certain inorganic materials, which are capable of converting low-energy infrared radiation into a higher-energy emission at visible wavelengths. This anti-Stokes shift enables luminescence detection without autofluorescence, which makes the upconverting materials a highly suitable reporter technology for optical biosensing applications. Furthermore, they exhibit long luminescence lifetime with narrow bandwidths also at the optical window of biomaterials enabling luminescence measurements in challenging sample matrices, such as whole blood. The aim of this thesis was to study the unique properties and the applicability of nano-sized upconverting phosphors (UCNPs) as reporters in biosensing applications. To render the inorganic nanophosphors water-dispersible and biocompatible, they were subjected to a series of surface modifications starting with silica-encapsulation and ending with a bioconjugation step with an analyte-recognizing biomolecule. The paramagnetism of the lanthanide dopants in the nanophosphors was exploited to develop a highly selective separation method for the UCNP-bioconjugates based on the magnetic selectivity of the high gradient magnetic separation (HGMS) system. The applicability of the nano-sized UCNPs as reporters in challenging sample matrices was demonstrated in two homogeneous sensing applications based on upconversion resonance energy transfer (UC-RET). A chemosensor for intracellular pH was developed exploiting UC-RET between the UCNP and a fluorogenic pH-sensitive dye with strongly increasing fluorescence intensity in decreasing pH. The pH-independent emission of the UCNPs at 550 nm was used for referencing. The applicability of the pH-nanosensor for intracellular pH measurement was tested in HeLa cells, and the acidic pH of endosomes could be detected with a confocal fluorescence microscope. Furthermore, a competitive UC-RET-based assay for red blood cell folic acid was developed for the measurement of folate directly from a whole blood sample. The optically transparent window of biomaterials was used in both the excitation and the measurement of the UC-RET sensitized emission of a near-infrared acceptor dye to minimize sample absorption, and the anti-Stokes detection completely eliminated the Stokes-shifted autofluorescence. The upconversion photoluminescence efficiency is known to be dependent on crystallite size, because the increasing surface-to-volume ratio of nano-sized UCNPs renders them more susceptible to quenching effects of the environment than their bulk counterpart. Water is known to efficiently quench the luminescence of lanthanide dopants. In this thesis, the quenching mechanism of water was studied using luminescence decay measurements. Water was found to quench the luminescence of UCNPs by increasing the non-radiative relaxation of the excited state of Yb3+ sensitizer ion, which had a very strong quenching effect on upconversion luminescence intensity.

Höyryvoimalaitoksen lisäveden valmistus

Kandidaatintyössä tutustuttiin raakaveden sisältämiin epäpuhtauksiin ja niiden aiheuttamiin ongelmiin höyryvoimalaitoksen vesi-höyrypiirissä. Vedenkäsittelyn teoriassa perehdyttiin esikäsittely-, pehmennys-, ioninvaihto- ja käänteisosmoosimenetelmiin, joista suurinta huomiota sai ioninvaihtomenetelmä. Kandidaatintyötä tehdessä oli tekijällä mahdollisuus perehtyä myös käytännön vedenkäsittelylaitoksen toimintaperiaatteeseen. Perehdytty vedenkäsittelylaitos pitää sisällään esikäsittelylaitoksen ja ioninvaihdolla toteutetun suolanpoiston.

Antosyaniinit ja aterianjälkeinen aineenvaihdunta

Marjojen ja hedelmien luontaisilla sinisillä ja punaisilla antosyaniiniväriaineilla on aterianjälkeiselle aineenvaihdunnalle edullisia ominaisuuksia. Antosyaniinit liittyvät esimerkiksi aterianjälkeiseen plasman glukoosi-, insuliini-, rasva- ja tulehdusmerkkiainepitoisuuksien alenemiseen, glukoosinsietokyvyn kasvamiseen ja insuliiniresistenssin vähenemiseen. Vaikutusmekanismeiksi on ehdotettu useita biokemiallisia reaktioita. Antosyaniinit ovat antioksidatiivisia, ja ne lisäävät elimistön antioksidatiivisten entsyymien aktiivisuutta. Ne vaikuttavat hiilihydraattien ja rasvojen aineenvaihduntaan liittyvien entsyymien toimintaan sekä inhiboivat monosakkaridien imeytymistä ja AMP-kinaaseja. Kokeellisessa osassa tutkittiin tummansinisestä Synkeä Sakari -perunalajikkeesta valmistetun höyrykypsennetyn survoksen vaikutusta aterianjälkeiseen glykemiaan ja insulinemiaan verrattuna keltaisesta perunasta valmistettuun survokseen ja mustikkakiisseliin. Tutkimushenkilöt (n=13) nauttivat yksöissokotetussa vaihtovuorotutkimuksessa antosyaniini- ja tärkkelyspitoisuuksien suhteen vakioidun aterian satunnaistetussa järjestyksessä. Aterian jälkeen heiltä kerättiin plasma- ja virtsanäytteitä tietyin väliajoin. Tutkimusaterioiden antosyaniinien, fenolisten happojen, flavonoliglykosidien, vapaiden sokereiden ja orgaanisten happojen tunnistamisessa käytettiin kromatografisia, massaspektrometrisiä ja spektrofotometrisiä menetelmiä. Antosyaniinien ja niiden aineenvaihduntatuotteiden aterianjälkeistä kertymistä virtsaan aloitettiin tutkia kehittämällä näytteiden esikäsittely- ja UHPLC-ESI-MS/MS -menetelmiä. Sininen perunasurvos aiheutti pienemmän glykemiakuorman kuin mustikkakiisseli ja pienemmän insuliinikuorman kuin keltainen perunasurvos tai mustikkakiisseli. Glukoosi- ja insuliinipitoisuuksissa havaittiin merkitseviä eroja 20 ja 40 minuuttia aterian jälkeen. Tutkimus antaa viitteitä siitä, että antosyaniinipitoiset perunalajikkeet ovat glykeemisiltä ominaisuuksiltaan keltaisia perunoita edullisempia. Tämä on merkittävää, koska perunat ovat tärkeä osa suomalaista ruokavaliota ja toistuvat korkeat aterianjälkeiset veren glukoosi- ja insuliinipitoisuudet ovat yhteydessä elintasosairauksiin.

Vesien tila hyväksi yhdessä : Oulujoen-Iijoen vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelma vuosiksi 2016-2021

Tähän vesienhoitosuunnitelmaan vuosiksi 2016–2021 on koottu tiedot vesien tilasta sekä tarvittavista toimenpiteistä vesien tilan parantamiseksi ja ylläpitämiseksi Oulujoen-Iijoen vesienhoitoalueella. Vesienhoitoalueen jokien yhteen lasketusta pituudesta noin 60 % on erinomaisessa tai hyvässä, 40 % tyydyttävässä tai välttävässä ja 1 % huonossa ekologisessa tilassa. Järvipinta-alasta noin 90 % on erinomaisessa tai hyvässä, 10 % tyydyttävässä tai välttävässä ja alle prosentti huonossa ekologisessa tilassa. Rannikkovesien pinta-alasta lähes kaksi kolmannesta on hyvässä ja loput tyydyttävässä ekologisessa tilassa. Pintavesien ekologista tilaa heikentää hajakuormitus, joka on valtaosin peräisin maa- ja metsätaloudesta sekä haja-asutuksesta, mutta jossain määrin myös pistekuormituslähteistä. Muita paineita ovat hydrologiset ja morfologiset muutokset, happamoittavien aineiden sekä haitallisten ja vaarallisten aineiden kuormitus, vähemmässä määrin vedenotto sekä vieraslajit. Hyvässä kemiallisessa tilassa on yli puolet vesienhoitoalueen yhteenlasketusta jokipituudesta, kaksi kolmannesta järvipinta-alasta sekä kaikki rannikkovedet. Hyvän kemiallisen tilan saavuttamisen esteenä on pääosin elohopea, joka on laajalti peräisin ilman kautta tulevasta laskeumasta. Kaikkien pohjavesimuodostumien määrällinen tila on hyvä ja yhden kemiallinen tila huono. Rehevyyteen liittyviä parantamistarpeita on koko vesienhoitoalueella painottuen kuitenkin sen eteläisiin ja läntisiin osiin. Vesienhoitosuunnitelmassa esitettävillä toimenpiteillä vähennetään rehevöitymisen lisäksi vesiympäristölle vaarallisten ja haitallisten aineiden esiintymistä, happamuuskuormitusta sekä vesistöjen rakenteessa ja hydrologiassa tapahtuneiden muutosten vaikutuksia. Tarkemmat, vesistökohtaiset tiedot toimenpiteistä ja niiden kohdentumisesta löytyvät vesienhoitoalueen toimenpideohjelmasta. Esitettyjen toimenpiteiden kokonaiskustannukset ovat noin 185 miljoonaa euroa. Tästä 133 miljoonaa euroa on muun lainsäädännön perusteella toteutettavien ja 52 miljoonaa euroa vesienhoidon täydentävien toimenpiteiden osuus. Arviolta 27 järveä (48 km2), 38 jokea (873 km) ja kaksi rannikkovesimuodostumaa (2 km2) ei tule toimenpiteistä huolimatta saavuttamaan hyvää ekologista tilaa vielä vuonna 2021. Myös vesienhoitoalueen ainoan huonossa kemiallisessa tilassa olevan pohjavesialueen hyvän kemiallisen tilan saavuttaminen tuolloin on epävarmaa. Vesien tila on kuitenkin laajalti kohentumassa vesienhoitotoimenpiteiden toteutuksen myötä.

Vesien tila hyväksi yhdessä : Kaakkois-Suomen vesienhoidon toimenpideohjelma Vuoksen ja Kymijoen-Suomenlahden vesienhoitoalueille vuosiksi 2016-2021

Vesienhoidon EU:n laajuisena tavoitteena on kaikkien pintavesien hyvän ekologisen tilan saavuttaminen. Myös pohjavesien hyvä kemiallinen ja määrällinen tila tulee turvata eikä pinta- ja pohjavesien laatu saa nykyisestään heiketä. Vesienhoito on osa koko Euroopan laajuista, vesipolitiikan puitedirektiiviin pohjautuvaa työtä. Kaakkois-Suomen pinta- ja pohjavesien tavoitteiden täyttämiseksi on laadittu Kaakkois-Suomen vesienhoidon toimenpideohjelma Vuoksen ja Kymijoen-Suomenlahden vesienhoitoalueille vuosille 2016–2021. Toimenpideohjelma sisältää tietoa alueen tärkeimmistä pinta- ja pohjavesien kuormittajista, pintavesien ekologisesta ja kemiallisesta tilasta sekä pohjavesien määrällisestä ja laadullisesta tilasta. Siinä esitetään myös tärkeimmät toimenpiteet, joiden avulla vesistöjen ja pohjavesien hyvä tila pyritään saavuttamaan vuoteen 2021 mennessä. Vesien tilaa heikentävät tekijät vaihtelevat hyvin paljon eri vesistöissä eikä yhtä kaikille vesistöille sopivaa ratkaisua ole olemassa. Vaikka maatalous on useimmilla Vuoksen ja Kymijoen-Suomenlahden vesienhoitoalueiden vesistöillä merkittävin kuormitta-ja, vesien tilan parantamiseksi on tehtävä kohdennettuja toimenpiteitä myös mm. metsäteollisuuden, yhdyskuntajätevesien, haja-asutuksen, turvetuotannon ja metsätalouden kuormituksen sekä vesistörakentamisen aiheuttamien vaikutusten vähentämiseksi. Keinot valitaan tapauskohtaisesti ja muutamilla vesistöillä tilan parantaminen vaatii myös kunnostustoimenpiteitä. Vesistöjen hyvä ekologinen tila pyritään saavuttamaan vuoteen 2021 mennessä. Kuormituksen vähentämisen ja kunnostustoimenpiteiden vaikutukset kuitenkin näkyvät vesistöissä viiveellä, joten joillakin vesistöillä tavoiteaikataulua on pidennetty vuoteen 2027. Haasteena tavoitteiden saavuttamiselle on myös ilmaston lämpenemisen myötä pidentynyt sulan maan aika ja huuhtoumien kasvu. Toimenpideohjelmat tarkistetaan kuuden vuoden välein, jolloin arvioidaan uudestaan vesien tila ja toimet niiden kuntoon saattamiseksi.

Kaasumaisten kemiallisten taisteluaineiden leviäminen

Tutkielma käsittelee kaasumaisten kemiallisten aineiden leviämistä ja niiden vaikutuksia altistuneisiin sotilaisiin. Leviämisen mallinnuksessa käytetään SUKEVA-ohjelmistoa. Leviämisessä otetaan huomioon levitysympäristön maastoluokka ja levitystapa, jolla kaasua levitetään. Tarkasteltavat maastoluokat ovat pelto, metsä ja kaupunki. Tarkasteltavina levi-tystapoina on hetkellinen ja jatkuva päästö. Kemiallisista taisteluaineista tarkasteluun on otettu jokaisesta tarkasteltavasta kemikaaliluokasta yksi, jonka vaikutusta sotilaisiin tarkastellaan. Valitut kemikaalit ovat tabuuni, CS, syaanivety ja rikkisinappikaasu. Tutkimuksessa käytetään tutkimusmenetelminä kirjallisuustutkimusta ja simulointia. Kirjallisuustutkimuksella selvitetään yleisesti käytössä olevia kaasuna levitettäviä kemiallisia taisteluaineita. Leviämisen simulointi tapahtuu SUKEVA-ohjelmistolla. Tuloksissa tarkastellaan leviämisalueiden prosentuaalisia muutoksia maastoluokan ja levitystavan muuttuessa. Lopuksi tarkastellaan kemiallisten taisteluaineiden vaikutusta levittämisalueella. Vaikutusta tarkastellaan alueella, jolla kemikaalin myrkytysoireet ovat maksimaalliset 50 % altistuneesta joukosta. SUKEVA-ohjelmisto ei ota huomioon taisteluaineiden kemiallisten ja fysikaalisten ominaisuuksien vaikutusta leviämiseen. Tutkimuksesta voidaan todeta, että hetkellinen levitystapa levittää kemiallisia aineita tehokkaammin haluttuun suuntaan, kun jatkuva. Jatkuvalla levitystavalla saatiin leveämpiä levitysalueita. Taisteluaineiden vaikutus joukon toimintakykyyn riippuu täysin aineen aiheuttamista myrkytysoireista sekä niiden vaikutusajasta.

Kohti vesiensuojelun aikaa; veden laadun muutokset eteläisimmällä Saimaalla

Työn tarkoituksena on ollut tutkia vesianalytiikan kehitystä Suomessa, arvioida rutiini-analytiikan luotettavuutta, selvittää eteläisimmän Saimaan jätevesikuormituksen kehitys ja siihen vaikuttaneet tekijät, laatia aikasarjat eräiden tutkimusalueen keskeisten veden laadun seurantapaikkojen veden laadun kehityksestä ja esittää keinoja veden laadun kehityksen kuvaa¬miseksi tiivistämällä suuri havaintomateriaali yksinkertaisiksi tunnusluvuiksi. Työssä käsiteltä¬vä aikajakso alkaa 1900-luvun alusta ja päättyy vuoteen 1998. Tutkimus on osa laajempaa ko¬konaisuutta. Tutkimusalue käsittää Vuoksen vesistön keskusjärven, Saimaan, eteläisimmät osat eli Pien-Saimaan, Suur-Saimaan, Vuoksen niskan ja Haapaveden altaat sekä vesistön purku¬-uoman, Vuoksen virran (ks. kuvat 5.1. ja 5.2.). Veden laatu alueen luonnontilaisilla alueilla on luokiteltavissa osin oligotrofiseksi, osin lievästi dysoligotrofiseksi. Sadan viimeisen vuoden aikana teollinen toiminta on muuttanut sitä voimakkaasti. Vesiensuojeluun on eteläisimmän Saimaan alueella investoitu yli 1,5 miljardia markka viimeisten noin 30 vuoden aikana. Investointien tuloksena kuormitus on laskenut oleellisesti 1960-luvun maksimikuormituksesta. Jätevesien purkuvesistön veden laatu on tänä aikana myös merkittävästi parantunut. Tämä on osoitettu veden laadun seurantatuloksista tehtyjen erilaisten tarkastelujen avulla (aikasarjadiagrammit, tilasto tarkastelut, indeksilukuluokitukset, PCA- ja PLS- ja DPLS- monimuuttujamallinnukset). Nykyisin veden laatu on lähes koko tutkimusalu¬eella vähintään tyydyttävä. Fysikaalis-kemiallisen veden laadun seurannan historia on Suomessa kansainvälisesti ja kansallisesti pitkä, ja Saimaalta voidaan veden laadun kehitystä arvioida luotettavasti 40 vuoden ajalta. Tutkimusmetodiikat vesitutkimusten pioneerimaissa ovat olleet samankaltaisia ja niiden perusteella on laadittu myös eurooppalaisen vedenlaadunseurannan suositukset. Vaikka tulevai¬suudessa vesistöä ja sen tilan kehitystä on tarkasteltava ekologisena kokonaisuutena, ei tätä voida tehdä ilman nykyisen kaltaista monitorointia. Teollisuuden jätevesikuormitus on laskenut neljännesvuosisadan aikana hyvin merkittä¬västi tavalla, joka vielä kymmenkunta vuotta sitten tuntui saavuttamattomalta. Saimaan. kuten muunkin Suomen metsäteollisuuden taso onkin kansainvälisesti korkea ja täyttää jo nyt kuormi¬tuksen suhteen lähes 2000-luvun alun BAT-tekniikan vaatimukset. Veden laatu ei kuitenkaan ole kuormitetuilla alueilla kaikkialla vielä hyvä, joten vesiensuojeluun on edelleen panostettava, kun tavoitteena on vesien hyvä ekologinen tila. Vesistöstä käsin tarkasteltuna hitaasti hajoavan orgaanisen aineen määrän vähentäminen vedestä on oltava seuraavana tavoitteena. Tätä tukee myös BAT-tekniikan tarkastelu.

Pintavalutuskentän ja kemikalointiaseman soveltuvuus turvetuotantoalueille

Tässä kandidaatintyössä tutkittiin kahden eri vesiensuojelurakenteen toimivuutta ja soveltuvuutta turvetuotantoalueelle. Työn tavoitteena oli vertailla pintavalutuskentän ja kemiallisen vedenkäsittelyn eroavaisuuksia toiminnoiltaan ja puhdistustehoiltaan. Lisäksi työn tavoitteena oli tarkastella parhaimman vesiensuojelurakenteen valintaan vaikuttavia tekijöitä. Työ toteutettiin vertailemalla Vapo Oy:n tarkkailuraporteista sekä turvetuotantoalueiden ominaiskuormitusselvityksistä koottuja tilastoja. Vertailu suoritettiin puhdistustulosten ja kuormituslukujen avulla. Tuotantoaluekohtaisia tarkkailuraportteja oli käytettävissä kolmelta edeltävältä vuodelta ja työssä käytetty ominaiskuormitusselvitys oli koonti vuosien 2008–2012 tuloksista. Työstä saadut tulokset tukevat vesiensuojelumenetelmistä jo saatavilla olevaa teoriaa. Turvetuotantoalueelle paras käyttökelpoinen tekniikka on pintavalutuskenttä, mikä osoittautui työssä tasaisen laadukkaaksi menetelmäksi. Työssä havaittiin kemiallisen vedenkäsittelyn olevan epävarmaa ja haastavaa. Työstä saadut tulokset osoittavat käsittelyn jatkokehittämisen tarpeen.

Effect of Material Recycling on the Feasibility of Solid Recovered Fuel Fired Power Plant

This master’s thesis examines the effects of increased material recycling on different waste-to-energy concepts. With background study and a developed techno-economic computational method the feasibility of chosen scenarios with different combinations of mechanical treatment and waste firing technologies can be evaluated. The background study covers the waste scene of Finland, and potential market areas Poland and France. Calculated cases concentrate on municipal solid waste treatment in the Finnish operational environment. The chosen methodology to approach the objectives is techno-economic feasibility assessment. It combines calculation methods of literature and practical engineering to define the material and energy balances in chosen scenarios. The calculation results together with other operational and financial data can be concluded to net present values compared between the scenarios. For the comparison, four scenarios, most vital and alternative between each other, are established. The baseline scenario is grate firing of source separated mixed municipal solid waste. Second scenario is fluidized bed combustion of solid recovered fuel produced in mechanical treatment process with metal separation. Third scenario combines a biomaterial separation process to the solid recovered fuels preparation and in the last scenario plastics are separated in addition to the previous operations. The results indicated that the mechanical treatment scenarios still need to overcome some problems to become feasible. Problems are related to profitability, residue disposal and technical reliability. Many uncertainties are also related to the data gathered over waste characteristics, technical performance and markets. With legislative support and development of further processing technologies and markets of the recycled materials the scenarios with biomaterial and plastic separation may operate feasibly in the future.

Vesien tila hyväksi yhdessä : Kymijoen-Suomenlahden vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelma vuosiksi 2016–2021

Kymijoen-Suomenlahden vesienhoitoalueen vesienhoitosuunnitelma sisältää tiedot vesien tilasta sekä tarvittavat toimenpiteet pinta- ja pohjavesien tilan parantamiseksi ja ylläpitämiseksi vesienhoitokaudella 2016–2021. Vesienhoitoalueen pintavesien ekologinen tila on heikko erityisesti alueen eteläosien peltovaltaisilla valuma-alueilla ja Suomenlahden rannikkovesissä. Vesienhoitoalueen pohjoisosissa ekologinen tila on heikentynyt hajakuormituksen ja turvetuotannon kuormittamilla alueilla. Jokien tilaa heikentää erityisesti hajakuormituksen aiheuttama rehevöityminen, mutta myös jokien rakentaminen, säännöstely ja patoaminen. Vesienhoitoalueen pintavesien kemiallinen tila on arvioitu suurelta osin hyväksi. Hyvää huonompi kemiallinen tila johtuu pääasiassa ympäristölaatunormin ylittävistä elohopeapitoisuuksista ahvenessa. Kymijoen-Suomenlahden vesienhoitoalueella eniten huonossa kemiallisessa tilassa olevia pohjavesialueita on Uudellamaalla ja Keski-Suomessa. Yleisimpiä syitä kemiallisen tilan heikkenemiseen ovat pohjaveden kloridipitoisuus, liuottimet, torjunta-aineet sekä bensiinin lisäaine MTBE. Vesienhoitosuunnitelmassa esitettyjen toimenpiteiden kokonaiskustannukset ovat 571 milj. euroa vuodessa. Tästä 515 milj. euroa on muun lainsäädännön perusteella toteutettavia perus- ja muita perustoimenpiteitä ja 56 milj. euroa vesienhoidon täydentäviä toimenpiteitä. Toimenpiteiden toteutusta edistämään on esitetty lainsäädännöllisiä, taloudellisia, hallinnollisia ja tiedollisia ohjauskeinoja, joille on määritelty toteutusvastuut ja yhteistyötahot.

Uudenmaan vesienhoidon toimenpideohjelma vuosille 2016 – 2021

Uudenmaan vesienhoidon toimenpideohjelma sisältää tiedot vesien tilasta sekä tarvittavat toimenpiteet pinta- ja pohjavesien tilan parantamiseksi ja ylläpitämiseksi vesienhoitokaudella 2016 – 2021. Pintavesien ekologinen tila on heikko erityisesti peltovaltaisilla valuma-alueilla ja Suomenlahden rannikkovesissä. Jokien tilaa heikentää erityisesti hajakuormituksen aiheuttama rehevöityminen, mutta myös jokien rakentaminen, säännöstely ja patoaminen. Uudenmaan pintavesien kemiallinen tila on arvioitu suurelta osin hyväksi. Hyvää huonompi kemiallinen tila johtuu pääasiassa ym-päristölaatunormin ylittävistä elohopeapitoisuuksista ahvenessa. Uudellamaalla on 21 pohjavesialuetta, jotka on määritelty kemiallisesti huonoon tilaan. Yleisimpiä syitä kemiallisen tilan heikkenemiseen ovat pohjaveden kloridipitoisuus, liuottimet, torjunta-aineet sekä bensiinin lisäaine MTBE. Toimenpideohjelmassa esitettyjen toimenpiteiden kokonaiskustannukset ovat 372 milj. euroa vuodessa. Tästä 351 milj. euroa on muun lainsäädännön perusteella toteutettavia perus- ja muita perustoimenpiteitä ja 20 milj. euroa vesienhoidon täydentäviä toimen-piteitä. Toimenpiteiden toteutusta edistämään on esitetty lainsäädännöllisiä, taloudellisia, hallinnollisia ja tiedollisia ohjauskeinoja, joille on määritelty toteutusvastuut ja yhteistyötahot.