Virtsan ravinteet kiertoon - MORTTI -hankkeen loppuraportti

MORTTI -hankkeessa (Mobiili ravinteiden talteenotto kenttäolosuhteissa) selvitettiin ratkaisuja kenttäolosuhteissa syntyvien käymälätuotosten ravinteiden talteenottoon ja hyödyntämiseen. Virtsa ja uloste sisältävät paljon ravinteita ja niiden erottelu muista jätevesistä jo syntypaikalla mahdollistaa tehokkaan ravinteiden talteenoton ja hyötykäytön. Samalla säästetään käymäläjätevesien kalliissa kuljetuskustannuksissa jätevedenpuhdistamolle ja pienennetään kuljetuksista aiheutuvia päästöjä. Hankkeessa testattiin uudenlaisella virtsan käsittelytekniikalla varustettua kenttäkäymälää. Virtsan ja ulosteen käsittelymenetelmien kartoituksen tuloksena pilotoitavaksi virtsan käsittelymenetelmäksi valikoitui Ruotsin maataloustieteellisen yliopiston (SLU) kehittämä alkalinen haihdutusmenetelmä, jossa virtsa imeytettiin tuhka-kalkkiseokseen ja ylimääräinen neste haihdutettiin pois. Ulosteen käsittelyyn valittiin tavanomainen kompostointi. Hankkeen pilotointi toteutettiin Porin prikaatin (PORPR) harjoitusalueella Säkylässä. Kolmen kuukauden pilotointijakson aikana MORTTI -kenttäkäymälään rekisteröityi tuhatkunta käyttökertaa ja käymälässä käsiteltiin satoja litroja virtsaa. Virtsasta syntyi jauhemaista lopputuotetta, joka painoi alle kymmenesosan alkuperäiseen virtsaan verrattuna. Etenkin virtsan sisältämä typpi konsentroitui tehokkaasti lopputuotteeseen. Lopputuotteesta (tuhka-kalkkiseos, johon virtsa imeytettiin) analysoitiin yli 300 orgaanista haitta-ainetta, lääkeainetta ja hormonia, ja niistä löytyi seitsemän määritysrajan ylittävää pitoisuutta. Suurin yksittäinen löydös oli ibuprofeeni, jonka pitoisuus oli yhdessä näytteessä lähes 20 mg/kg ka. Kadmiumin pitoisuus sen sijaan oli jo pelkässä tuhkassa korkeampi, kuin mitä maa- ja puutarhataloudessa käytettäviin lannoitevalmisteisiin sallitaan. Jotta lopputuotetta voitaisiin käyttää lannoitevalmisteena maa- ja puutarhataloudessa, niin tuhka-kalkkiseoksessa käytettävä tuhka ei saisi ylittää lainsäädännön kadmium -raja-arvoa. Metsälannoituksessa raja-arvo on korkeampi, mutta virtsaa sisältävää tuhka-kalkkiseosta ei olisi mahdollista käyttää, koska orgaanisen aineksen käyttö metsälannoituksessa ei ole nykylainsäädännön mukaan sallittua. Säkylän käymäläpilotin lisäksi hankkeessa tutkittiin virtsan konsentrointia ultrasuodatus- ja käänteisosmoosilaitteistolla sekä ulosteen pyrolysointia laboratoriomittakaavassa. Kalvosuodatuksessa syntyi tilavuudeltaan noin kymmenesosaan konsentroitua virtsakonsentraattia, johon virtsan ravinteet, mutta myös suolat konsentroituivat. Pyrolyysikokeissa ulostejae saatiin onnistuneesti käsiteltyä biohiiltä muistuttavaksi jakeeksi. Sitran rahoittama hanke toteutettiin 1.9.2017 – 15.10.2019 Suomen ympäristökeskuksen (SYKE), Tampereen ammattikorkeakoulun (TAMK), Käymäläseura Huussi ry:n (KSH) ja Puolustushallinnon rakennuslaitoksen (PHRAKL) yhteistyönä. Hankkeessa oli tiiviisti mukana myös Puolustusvoimien logistiikkalaitos (PVLOGL) sekä SLU

Vesihuollon kiertotalouden edistäminen kaupunkiympäristössä. Erottelevan sanitaation mahdollisuudet

Ravinteiden tehokas kierrättäminen on tärkeässä asemassa siirryttäessä kohti kiertotaloutta ja kestävämpää ruokajärjestelmää ja myös kaupunkien tulisi olla yhä näkyvämpi osa kiertotaloutta ja ravinteiden kierrätystä. Uusien ratkaisujen kehittämistä ja käyttöönottoa tukee myös kaupunkien kiinnostus profiloitua kestävän kehityksen edelläkävijöiksi. Kaupungeissa ravinteiden kierrättäminen voi tarkoittaa esimerkiksi ravinneviisasta sanitaatiota, kuten mustien vesien erottelua ja käsittelyä erillään muista jätevesistä. Näin voidaan tuottaa nykyjärjestelmää vähemmän haitta-aineita ja enemmän ravinteita sisältäviä ravinnetuotteita, sekä mahdollistaa energian paikallista tuotantoa. Tampereen kaupungin koordinoimassa ravinnekiertoa edistävässä NutriCity-hankkeessa on selvitetty mahdollisuutta soveltaa erottelevaa sanitaatiota ja ravinteita talteen ottavia teknisiä ratkaisuja Hiedanrannan uudella asuinalueella superkorttelimittakaavassa. NutriCity-hankkeessa on mm. pilotoitu erilaisia käymälävaihtoehtoja Hiedanrannan Kartanolla ja Kuivaamolla, tehty käyttäjäkyselyitä niiden käytöstä, testattu tekniikoita käymäläjätevesijakeiden jatkojalostamiseen ja tutkittu erilliskerätyn virtsan käsittelyvaihtoehtoja todellisessa ympäristössä. Tässä raportissa esitetty toimintamalli on suunnattu kaupungeille ja kunnille työkaluksi edistämään ravinteita kierrättäviä sanitaatioratkaisuja uusilla kaupunkiasumisen alueilla sekä soveltuvin osin myös saneerattavissa kohteissa. Hankkeessa saadut kokemukset osoittavat, että vallalla olevien liiketoiminta- ja palvelumallien murtaminen on haasteellista. Muutos haastaa nykyiset organisaatiot kehittämään toimintaansa ja löytämään uusia yhteistyökumppaneita ja toimintatapoja, joille lainsäädäntö voi asettaa rajoitteita. Kiertotalouden toteutus kaupungeissa vaatii eri sektoreiden yhteistyön kehittämistä ja uusien toimintatapojen luomista sekä mm. suunnittelijoiden koulutusta. Strategisten tavoitteiden ja käytännön suunnittelun ja toteutuksen välillä on kuilu, joka hankaloittaa tavoitteiden saavuttamista. Kaupunkisuunnittelua sekä kaupunkien investointeja tulisi hyödyntää yhä enemmän kokeilu- ja kehittämisympäristöinä. Kansainväliset esimerkit osoittavat, että kokeilut pienemmän mittaluokan erottelevan sanitaation kohteissa ovat mahdollistaneet siirtymisen suurempiin mittaluokkien suunnitteluun ja toteutukseen. Ravinteiden kierrätykseen perustuvien erottelevien järjestelmien koetaan edistävän kokonaisuutena kestävää tulevaisuutta ja edelläkävijyyttä. Kaupunkialueilla tällaiset ratkaisut voisivat tulla kyseeseen etenkin uusilla asuinalueilla tai saneerattavissa kohteissa, jolloin erottelevan sanitaation kytkentä osaksi asumisen hiilijalanjälkeä vähentäviin toimiin olisi keskeistä. Rakentamista tulisi ohjata kokonaisvaltaisesti kestävämpään suuntaan, jossa ravinteiden kierrätys on yksi osa-alue, joka on vahvasti kytketty muihin osa-alueisiin, kuten energian tuotantoon ja kulutukseen alueella. Ravinnekiertoa tukevat sanitaatioratkaisut edellyttävät jätevesien keräystä ja käsittelyä koskevien teknisten muutosten lisäksi myös lainsäädännöllisiä muutoksia. Erottelevalla sanitaatiolla voidaan tuottaa kokonaan uusia ihmisperäisiä kierrätysravinteita, joiden hyödyntäminen tulisi olla tietyin reunaehdoin sallittua