Kaukolämmön hukkalämpö ja paluuveden lämpö voidaan hyödyntää tehokkaasti jäteveden käsittelyssä, osoittaa Oulun yliopiston tutkimus.
Energiayhtiön vuosittainen liiketulos voi kasvaa jopa 40 prosenttia, kun hukkalämpö käytetään jäteveden puhdistamisessa. Hiilidioksidipäästöt taas putoavat noin kolmanneksen, tutkimus kertoo.
Yhtiöt ovat perinteisesti hyödyntäneet jätevesiin jäänyttä lämpöä osana kaukolämmön tuotantoa.
”Tutkimuksessamme ajatus oli kuitenkin päinvastainen: kaukolämpöverkosta siirretäänkin paluuveden lämpöä jäteveden käsittelyyn”, kuvailevat professori Mika Ruusunen ja dosentti Jari Ruuska.
Tulosten mukaan jäteveden lämpötilan nostaminen ja tasoittaminen voivat parantaa biologisen puhdistuksen olosuhteita merkittävästi ja samalla tukea kaukolämpöjärjestelmän energiatehokkuutta.
Sopii myös datakeskusten hukkalämmön hyödyntämiseen
Kavenero-tutkimushankkeessa kehitettyyn konseptiin kuuluu kaksi päävaihetta. Ennen puhdistamoa jätevettä lämmitetään lämmönvaihtimella, jotta biologiselle puhdistusprosessille varmistetaan tehokkaammat olosuhteet.
Puhdistamon jälkeen jätevedestä voidaan ottaa lämpöä lämpöpumpulla takaisin kaukolämpöjärjestelmään, eikä energiaa päädy hyödyntämättömänä vesistöön.
Konsepti on tutkijoiden mukaan sovellettavissa myös muihin kaupunkiympäristöihin ja datakeskusten hukkalämpöön.
”Simulointien perusteella Kavenero-investointien takaisinmaksuaika jää tyypillisesti alle kymmeneen vuoteen”, Ruuska kertoo.
Biologiseen puhdistukseen riittää 16 astetta
Jätevedenpuhdistuksen biologinen prosessi perustuu mikrobeihin, joiden toiminta hidastuu kylmässä. Lämpötilan hallinta voisi mahdollistaa tehokkaamman typenpoiston ympäri vuoden ja tukea puhdistamon tasaisempaa toimintaa.
Tasaisemmat prosessiolosuhteet voisivat myös vähentää kemikaalien tarvetta.
Korkeampi tavoitelämpötila kuitenkin kasvattaa myös investointikustannuksia, joten järjestelmän suunnittelussa on löydettävä tasapaino puhdistustehokkuuden, energiatalouden ja investointikustannusten välillä.
Typenpoiston osalta jäteveden lämpötilan nosto tasaiseksi 16 asteeseen ympäri vuoden mahdollistaisi riittävän puhdistustuloksen pelkässä biologisessa puhdistuksessa.
Mukana tutkimuksessa Oulun Energia ja Oulun Vesi
Oulun yliopiston Kavenero-hankkeessa (Kaukolämpö- ja vesihuoltojärjestelmän energiatehokas sektori-integraatio kaupunkien vihreän siirtymän edistämisessä) tarkasteltiin kaukolämpö- ja vesihuoltojärjestelmien yhdistämistä.
Hankkeeseen osallistuivat myös Oulun Energia ja Oulun Vesi. Tutkimus perustuu usean vuoden todelliseen mittausaineistoon. Erilaisia jäteveden lämmitystapoja, lämmönlähteitä ja tavoitelämpötiloja vertailtiin simuloiduissa skenaarioissa.
Tutkimusta rahoitti Euroopan aluekehitysrahasto EAKR.
Tilaa Kemiamedian uutiskirje!
Tilaajana saat sähköpostiisi kerran viikossa kiinnostavimmat uutiset ja tiedot alan tapahtumista ja työpaikoista. Osallistut samalla arvontaan!
