Oulun yliopiston tutkimuksessa selvitetään, voidaanko jätevedenpuhdistamoiden prosessia tehostaa lämmittämällä kylmiä jätevesiä kaukolämpöverkon paluuveteen jäävällä hukkalämmöllä. Biologinen puhdistus toimii tehokkaimmin silloin, kun lämpötila saadaan pysymään vakiona ja riittävän lämpiminä.
Lämpöenergian siirtäminen kaukolämpöverkon ja viemäriverkoston välillä ei sinänsä ole uutta ja erikoista. Monet kaukolämpöyhtiöt hyödyntävät viemärivesiin jäänyttä lämpöä osana kaukolämmön tuotantoa. Näin tehdään esimerkiksi Vaasassa sekä Lahdessa.
Oulun yliopiston tutkimushankkeessa ajatus on kuitenkin päinvastainen eli kaukolämpöverkosta siirretään lämpöä jäteveden käsittelyyn.
Ajatuksissa Oulussakin on kuitenkin ottaa lämpöä myös takaisin kaukolämpöverkkoon puhdistetusta jätevedestä. Oulussa mietitäänkin oikeastaan kaukolämmön ”lainaamista” puhdistamoille niin, että myös kaukolämmön tuotanto voi hyötyä järjestelmästä.
Oulun Energian kehitysinsinööri Veli-Pekka Tokola sanoo, että ilman energian takaisin ottamista kaukolämpöverkkoon, energiaa menisi hukkaan ja myös luontoon leviävä lämpökuorma kasvaisi. Siksi myös lämmön takaisin ottaminen jätevedestä puhdistusprosessin jälkeen on tärkeää.
Vielä tässä vaiheessa ollaan tutkimuksen alkumetreillä ja seuraavaksi tehdään simulointeja ja laskelmia siitä, millaisia investointeja ja millaisia hyötyjä kahden toimialan kytkemisessä toisiinsa saadaan, kertoo Oulun yliopiston professori Mika Ruusunen.
Ennakkoarvioiden mukaan kylmien jäte- ja hulevesien lämmittämisellä saataisiin aikaan jopa miljoonaluokan hyötyjä.
– Lopullinen tulos selviää myöhemmin, mutta alustavien laskelmien mukaan vuositasolla voidaan saada satojen tuhansien eurojen etu ja se saadaan sekä energian tuotannossa että jätevedenpuhdistuksessa, Ruusunen arvioi.
Lämpö kulkee veden välityksellä
Kaukolämpöverkostossa taloja lämmitetään kuljettamalla esimerkiksi kaukolämpövoimalassa tuotettua 70–115 -asteista vettä kiinteistöjen lämmönvaihtimiin. Niissä lämpö siirtyy talon omaan lämmitysvesijärjestelmään.
Taloista palaava vesi on kuitenkin vielä lämmön talteen ottamisen jälkeen noin 45-asteista. Oululaistutkimuksessa selvitellään nyt, miten tuolla paluuveden jäännöslämmöllä voitaisiin parantaa vedenpuhdistamojen prosessia.
Biologisessa puhdistusprosessissa typenpoisto onnistuu parhaiten, jos puhdistettava vesi on noin 16–25-asteista. Haaste on erityisen suuri keväisin.
Kavanero-tutkimushankkeen projektipäällikkö, dosentti Jari Ruuska yliopistolta kertoo, että suurimmat hyödyt jäteveden lämmittämisestä saadaan juuri pohjoisissa ja kylmissä oloissa. Keväisin haastetta lisäävät myös runsaat hulevedet, jolloin tulvavesien lämpötila on kuuden seitsemän asteen tienoilla.
– Silloin bakteerien tehokkuus on selvästi alhaisempi ja myös niiden kuolleisuus kasvaa matalissa lämpötiloissa. Kaikki millä saadaan lämpötilaa ylöspäin, on siksi plussaa ja tehostaa bakteerien toimintaa, Ruuska kertoo.
Näköpiirissä isoja hyötyjä
Lämmön siirtämiseksi kaukolämpöverkosta jäteveteen tarvitaan lämmönvaihtimia ja pumppuja, mikä tietenkin maksaa. Plussan puolelle tulee tutkijoiden mukaan kuitenkin hyötyjä, joihin kuuluvat jätevesien puhdistuksen tehostumisen lisäksi myös hiilijalanjäljen pieneneminen sekä yhdyskuntien energiatehokkuuden paraneminen.
Kaukolämmön paluuveden viilenemiselläkin on isoja etuja. Viileämpään veteen kun voidaan kerätä esimerkiksi teollisuuden suhteellisen matalia hukkalämpöjä.
Veli-Pekka Tokola kertoo esimerkin: Jos nykyinen paluuveden lämpötila viilenee vaikkapa 45 asteesta 35 asteeseen, se tarkoittaa, että sitä voidaan lämmittää teollisuudesta saatavalla hukkalämmöllä 40 asteeseen.
– Näin aiempaa viileämpään veteen voidaan liittää lämpöenergiaa aiempaa matalammista lämpötiloista, Veli-Pekka Tokola selventää hyötyjä kaukolämmölle.
Viileämpi vesi voi myös tehostaa voimalan energiatehokkuutta.