1. Kaivosvesien käsittelyn käytännön
kokemuksia ja näkemys tuleviin
mahdollisuuksiin
Finnmateria 2014
Ilkka Laitinen
20.11.
Ympäristösi parhaat tekijät
2. SISÄLLYS
1. Sito lyhyesti
2. Vesien hallintaa paperilta pumppuun ja purkupaikalle
Vesitaseen hallinta
3. Vesienkäsittelyn kehitysaskeleet kaivoslietteen käsittelyssä
Toimivuus ja turvallisuus – vuotojen paikantaminen
Polymeerit, geotube:t ja vesien hallinta
Case esimerkki
4. Mitä seuraavaksi?
Uusien ratkaisumallien edistäminen
3. SISÄLLYS
1. Sito lyhyesti
2. Vesien hallintaa paperilta pumppuun ja purkupaikalle
Vesitaseen hallinta
3. Vesienkäsittelyn kehitysaskeleet lietteen käsittelyssä
Toimivuus ja turvallisuus – vuotojen paikantaminen
Polymeerit, geotube:t ja vesien hallinta
Case esimerkki
4. Mitä seuraavaksi?
Uusien ratkaisumallien edistäminen
4. Lyhyesti
• Sito Oy
• Infran, liikenteen, logistiikan, maankäytön, ympäristön ja digitaalisten palveluiden
moniosaajayritys
• Konsultti, yli 500 asiantuntijaa
• TenCate Geotube®, EPSE-menetelmän edustus Suomessa
• Yhteistyökumppaneita mm.
• Ecoprocess Services Oy
• Patentoidun EPSE-menetelmän kehittäjä
• Vesirakennus Ojanen Oy
• Urakointi ja toteutus
• Laitteistokehitys
5. SISÄLLYS
1. Sito lyhyesti
2. Vesien hallintaa paperilta pumppuun ja purkupaikalle
Vesitaseen hallinta
3. Vesienkäsittelyn kehitysaskeleet lietteen käsittelyssä
Toimivuus ja turvallisuus – vuotojen paikantaminen
Polymeerit, geotube:t ja vesien hallinta
Case esimerkki
4. Mitä seuraavaksi?
Uusien ratkaisumallien edistäminen
6. Vesitase ja vesienhallinta
Vesitase ja ratkaisu vesienhallinnasta riippuvaisia toisistaan
Lähtökohtia
• Vesitaseen kannalta oleellisessa osassa ovat kaivospiirin pinta-ala ja alueelle
kohdistuvat sademäärät.
• Vesitaseen mukaisista vesimääristä puhuttaessa tulee aina ottaa huomioon myös
veden laatu. Erilaisten vesijakeiden laatu määräytyy tarkasteltavan alueen luonteen
mukaan (kipsisakka-allas, tehdasalue tms.).
• Laatutietojen perusteella määritellään käsittelytarve ja se, millaisen päästön talteen
otettu vesi luontoon johdettaessa myöhemmin aiheuttaisi.
• Taselaskelmia päivitettävä vastaamaan tuotannon eri vaiheissa havaittuja virtaamia
ja huomioiden toiminnalle asetetut vaatimukset, erityisesti ympäristövaikutukset.
• Taselaskelmien avulla voidaan pohtia ohjausmenetelmän mahdollisia
päivitystarpeita.
7. Vesitaseen ja vesien hallintaratkaisun
mallintaminen
• Vesitase kaivoksien osalta määritellään
yleensä karkealla tarkkuustasolla perustuen
keskimääräisiin sadanta-valuntatapahtumiin
ja vuodenaikaisvaihteluihin.
• Tällä tarkastelutavalla ei voida luotettavasti
arvioida lyhytaikaisia vaihteluja tai
vesienhallintajärjestelmän toiminnallisuutta
• Vesitasetta ja hallintaratkaisuja voidaan
tarkastella dynaamisesti käyttäen
kunnallisteknisen hulevesi- ja
verkostomallinnuksen työtapoja
• Olemassa olevien tai suunniteltujen
rakenteiden ja ympäristön hydrologinen ja
hydraulinen simulointi = vesitasemallinnus
• Mahdollistaa eri sadanta- ja toiminta-skenaarioiden
sujuvan tarkastelun
1. Hydrologisen kierron mallintaminen
2. Prosessi- yms. vesijakeiden määrittely
3. Vesimassojen siirto toimintojen välillä
4. Toiminnallisuuden tarkastelu
5. Vedenlaadun tarkastelu
8. SISÄLLYS
1. Sito lyhyesti
2. Vesien hallintaa paperilta pumppuun ja purkupaikalle
Vesitaseen hallinta
3. Vesienkäsittelyn kehitysaskeleet lietteen käsittelyssä
Toimivuus ja turvallisuus – vuotojen paikantaminen
Polymeerit, geotube:t ja vesien hallinta
Case esimerkki
4. Mitä seuraavaksi?
Uusien ratkaisumallien edistäminen
9. Vesitase ja vesienhallinta
Toimivuus ja turvallisuus - vuotojen paikantaminen ja altaiden
kevennyskunnostus
Mallinnukseen perustuvia ja toteutettavia toimenpiteitä
• Rikastushiekka-altaiden riskienhallinta, on-line -monitorointi reaaliaikaisesti
• Patojen vakaus voidaan havainnoida
• Tiivistysrakenteiden ehjyys tai mahdolliset vuodot ja niiden sijainti voidaan todeta
• Toimivuus eli altaan stressitesti
• Kaksoisrakenteen avulla olisi helppo havaita ”juorukerroksesta” kerätystä vedestä
mahdollisia muutoksia
• Muuten seurataan pinnan korkeutta vähintään 14 vrk
• Tuloksia verrataan raja-arvoihin ja ne johtavat toimenpiteisiin
• Altaiden toimintojen ylläpito (esim. lietekuorman poisto määräajoin)
• Yksi käsittelyratkaisu Geotube, joka soveltuu myös riskienhallintaan
muuttuneissa olosuhteissa.
10. Mikä on Geotube?
Geotube:t valmistetaan korkealujuuksisesta tekstiilistä. Vesi läpäisee kankaan kiintoaineen pidättyessä
tuubiin. Geotube:t on vahvistettu saumaustekniikalla, joka takaa täytön aikaisen paineen keston.
11. Geotube käyttökohteita
• Kaivos ja porauslietteet
• Ruoppausmassat
• Mineraaliprosessien lietteet
• Paperi- ja selluteollisuuden lietteet
• Teollisuuslietteet
• Teollisuuden sivutuotteet
• Lentotuhkat
• Jätevesilietteet
• Sakokaivolietteet
• Maatalouslietteet
12. Vesitaseen balansointia Geotuben avulla
Lietteen käsittely ja vesitaseen balansointi
• Pilot-mittakaavainen yhdistelmäkäsittely: pH-säätö,
saostus, laskeutus, polymeeri-käsittely ja geotube-käsittely
• Vaiheet: lietteen imuruoppaus, polymeerilisäys ja
geotube-käsittely
• Käsittely turvallinen ja teknisesti luotettava
menetelmä
• Geotube GT500D® on testatusti
kokonaistaloudellisesti edullisin markkinoilla oleva
vastaava tuote
• Hyvä kustannustehokkuus sekä suuri
puhdistusnopeus ja –kapasiteetti
• Toimii kaikkina vuodenaikoina ja kaikissa sääoloissa
• Etuna pieni pinta-alan tarve
14. Sito kaivoksella Kainuussa – case esimerkki
• Marraskuu 2012 kipsisakka-altaan vuoto + rankkasateet = vesitaseongelma (miljoonia
kuutioita vettä varastoituneena)
• Sulfaattipitoiset ja sulfaatittomat vedet sekaisin
• Tammikuussa 2013 Sito pilotoi täyden mittakaavan yhdistelmäkäsittelyn.
Pakkasta -26 oC
• Tulokset olivat lupaavia raskasmetallipitoisen lietteen käsittelyssä, ainoastaan
sulfaattiin ei valitulla menetelmällä kyetty vaikuttamaan.
15. Sito kaivoksella Kainuussa
• Huhti-toukokuussa 2013 ratkaisuksi menetelmä, jossa yhdistyivät ympäristötekninen
laatu, vedenpuhdistuksen tehokkuus ja kohtuulliset kustannukset
• Kentän rakentaminen (320 x 60 m). Täyttökorkeudeltaan 2,32 m geotubeja täytettiin
neljään päällekkäiseen kerrokseen. Syöttökohtiin Geoport -täyttöyhteet.
• Sito toimittanut kaivokselle jäteveden ja laskeutuneen lietteen käsittelyyn n. 5500 jm
geotubeja, teoreettinen maksimitilavuus 80 000 m3, sekä 50 000 kg polymeeriä.
• Raskasmetallipitoisen lietteen puhdistus onnistui erinomaisesti; metallipitoisuudet alle
ELY-keskuksen asettamien pitoisuusrajojen.
• Metallimalmin louhinta ja murskaus käynnistyi uudestaan toukokuussa 2013
vedenpinnan laskettua riittävästi.
Jätevesiä käsitellään yhdistelmäkäsittelyllä,
jossa saostusaltaiden ylivuotovesiä johdetaan
eteenpäin ja altaan vesitilavuus säilytetään
pumppaamalla laskeutunutta lietettä
geotubeihin.
Rajoittavana tekijänä käsittelylle on vesien
sulfaattipitoisuus.
16. Opittua ja tulevia
• Yhdistelmäratkaisuin pystytään hallitsemaan miljoonia kuutioita kaivostoiminnassa
syntyviä vesiä. Suunnittelussa tulee huomioida monitoroinnin lisäksi todelliset
riskienhallintakeinot ja niiden toimivuus.
• Avaa mahdollisuuksia nykyisten ja suunnitteilla olevien kaivoshankkeiden vesi- ja
massataseiden kehittämiseen
• Riskien hallinta ja etukäteisvarautuminen
• Kannattavuusselvitykset (feasibility studies), ympäristöjalanjälki, luvitettavuus
• Vesienhallintajärjestelmää koskevien investointien ja riskienhallinnan stressitestaaminen
• Sulfaattipitoiset vedet?
17. Opittua ja tulevia
• Useat tahot hakevat aktiivisesti ratkaisua
sulfaattikuormituksen pienentämiseksi
• Tulevaisuuden vesien käsittely ja sakan
eliminoiminen: EPSE-menetelmä
• Ecoprocess Services Oy on kehittänyt
uuden teollisten vesien, nesteiden,
lietteiden ja jätteenpuhdistusteknologian.
• EPSE menetelmä perustuu metallien
liukenemattomuuteen alkaalisaostuksen
yhteydessä. Saostuksen seurauksena syntyy
kiinteä metallipitoinen sakka ja puhdas
ylitevesi.
• Liukenematon sakka on luokitukseltaan
pysyvää jätettä. Ylitevesi alittaa selkeästi
lupamääräykset.
• Kolmessa teollisuuskohteessa aloitettu työt
2014. Tulossa 2015.
• EPSE menetelmän kilpailukyky perustuu:
• yksinkertaiseen prosessiin, kaupallisesti
saataviin kemikaaleihin
• kykyyn muodostaa pysyväksi jätteeksi
luokiteltavaa stabiilia sakkaa, puhtaaseen
yliteveteen sekä menetelmän
kustannustehokkuuteen.
18. SISÄLLYS
1. Sito lyhyesti
2. Vesien hallintaa paperilta pumppuun ja purkupaikalle
Vesitaseen hallinta
3. Vesienkäsittelyn kehitysaskeleet lietteen käsittelyssä
Toimivuus ja turvallisuus – vuotojen paikantaminen
Polymeerit, geotuubit ja vesien hallinta
Case esimerkki
4. Mitä seuraavaksi?
Uusien ratkaisumallien edistäminen
19. Uusien ratkaisumallien edistäminen
• Keskustelun terävöittäminen viranomaisten ja toimijoiden kesken tarpeen.
• Haasteina mm.:
• Vaikean teknisen tilanteen simulointi toimivaksi ja siirtyminen kohti joustavampaa ja
edistyksellisempää kehitystyötä
• Uusien ja toistaiseksi Suomessa vähäisemmässä määrin hyödynnettyjen ratkaisujen
validointi (BAT) osaksi kannattavaa ja kestävää vesienhallintaa, -käsittelyä ja –tarkkailua
• Uusien ratkaisumallien mukaantulon edistäminen ja tutkimus-/kokemusperäisen
tiedon hyödyntäminen. Yritysten rooli tutkimushankkeiden ohjausryhmissä vielä
melko vähäinen (esim. Green Mining)