Vesistön mikrobit jäteveden typenpoistajina

Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteiden laitoksen ja Suomen ympäristökeskuksen uusin tutkimus osoittaa luonnon ymmärtämisen tuovan uusia ratkaisuja vesihuoltotekniikkaan. Tutkijat havaitsivat vesistöjen mikrobien ekosysteemipalveluun perustuvan diffuusoriputken vähentävän jäteveden typpikuormaa muuttaen olosuhteita otollisemmaksi pohjassa asuville typenpoistajamikrobeille lisäten niiden aktiivisuutta.

Diffuusoriputki. Kuva: Tuomo Vilkkilä

Vesistöjen pohjassa elää mikrobeja, jotka kykenevät muuttamaan jäteveden sisältämän nitraatin typpikaasuksi, joka poistuu vedestä ilmaan eikä kuormita vesistöä. Tavallisesti jätevesi kuitenkin sekoittuu vesipatsaaseen, jolloin pohjasedimentin mikrobit eivät pääse hyödyntämään sen sisältämää nitraattia. Juuri julkaistussa tutkimuksessa kokeiltiin uudenlaista jäteveden typenpoistomenetelmää, missä jätevesi ohjattiin diffuusoriputken avulla järven pohjaan mikrobien saataville.

Jätevesille uusi puhdistusmenetelmä

Tutkijat havaitsivat, että jäteveden purkautuminen diffuusoriputkesta satojen pienten reikien kautta lisäsi jäteveden määrää ja kasvatti sen kosketuspinta-alaa järven pohjalla tuoden jäteveden pohjasedimentin mikrobien saataville ympäri vuoden. Parantamalla pohjasedimentin olosuhteita, diffuusoriputki lisäsi typenpoistajamikrobien aktiivisuutta ja jopa kaksinkertaisti tutkimusalueen typenpoiston. Diffuusoriputki ei lisännyt haitallisen kasvihuonekaasu ilokaasun tuotantoa tai vesistöjä rehevöittävän ammoniumtypen määrää.

- Yhdistämällä mittaus- ja mallinnustuloksia, huomasimme, että pohjan mikrobit voivat poistaa 3–10 % saapuvasta jäteveden nitraattitypestä. Poistoteho oli suurin talvella ja kesällä, kertoo tutkija Sanni Aalto Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteiden laitokselta

Apua pienpuhdistamoille

Tutkimuksen perusteella diffuusoriputki on edullinen ja ympäristöystävällinen tapa lisätä jäteveden kokonaistypenpoistoa, erityisesti pienillä ja keskikokoisilla jätevedenpuhdistamoilla, missä kokonaistypenpoisto on tällä hetkellä kustannustehottominta.

- Jotta vesistön typenpoistomikrobeja voidaan tehokkaammin hyödyntää tukemaan puhdistamon typenpoistoa ja auttamaan puhdistamoja saavuttamaan yhä kiristyviä typenpoistovelvoitteita, diffuusoriputkea tulee kuitenkin kehittää niin että jäteveden viipymäaika pitenee 5–10-kertaiseksi nykyisestä, selventää Aalto.

Tutkimus tehtiin osana EU LIFE12-ohjelman rahoittamaa N-SINK-hanketta. Se julkaistiin arvostetussa Water Research -lehdessä 27.3.2018.

Julkaisu

Sanni L. Aalto, Jatta Saarenheimo, Janne Ropponen, Janne Juntunen, Antti J. Rissanen and Marja Tiirola. 2018. Sediment diffusion method improves wastewater nitrogen removal in the receiving lake sediments. Water Research, 138, 312-322.

Lähde: Jyväskylän yliopisto