Ympäristösi parhaat tekijät

Kaivosvesien käsittelyn käytännönkokemuksia ja näkemys tuleviinmahdollisuuksiin

Finnmateria 2014Ilkka Laitinen20.11.

SISÄLLYS

1. Sito lyhyesti2. Vesien hallintaa paperilta pumppuun ja purkupaikalle

Vesitaseen hallinta

3. Vesienkäsittelyn kehitysaskeleet kaivoslietteen käsittelyssäToimivuus ja turvallisuus – vuotojen paikantaminenPolymeerit, geotube:t ja vesien hallintaCase esimerkki

4. Mitä seuraavaksi?Uusien ratkaisumallien edistäminen

SISÄLLYS

1. Sito lyhyesti2. Vesien hallintaa paperilta pumppuun ja purkupaikalle

Vesitaseen hallinta

3. Vesienkäsittelyn kehitysaskeleet lietteen käsittelyssäToimivuus ja turvallisuus – vuotojen paikantaminenPolymeerit, geotube:t ja vesien hallintaCase esimerkki

4. Mitä seuraavaksi?Uusien ratkaisumallien edistäminen

Lyhyesti• Sito Oy

• Infran, liikenteen, logistiikan, maankäytön, ympäristön ja digitaalisten palveluidenmoniosaajayritys

• 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

SISÄLLYS

1. Sito lyhyesti2. Vesien hallintaa paperilta pumppuun ja purkupaikalle

Vesitaseen hallinta

3. Vesienkäsittelyn kehitysaskeleet lietteen käsittelyssäToimivuus ja turvallisuus – vuotojen paikantaminenPolymeerit, geotube:t ja vesien hallintaCase esimerkki

4. Mitä seuraavaksi?Uusien ratkaisumallien edistäminen

Vesitase ja vesienhallinta

Vesitase ja ratkaisu vesienhallinnasta riippuvaisia toisistaanLähtökohtia

• Vesitaseen kannalta oleellisessa osassa ovat kaivospiirin pinta-ala ja alueellekohdistuvat sademäärät.

• Vesitaseen mukaisista vesimääristä puhuttaessa tulee aina ottaa huomioon myösveden laatu. Erilaisten vesijakeiden laatu määräytyy tarkasteltavan alueen luonteenmukaan (kipsisakka-allas, tehdasalue tms.).

• Laatutietojen perusteella määritellään käsittelytarve ja se, millaisen päästön talteenotettu vesi luontoon johdettaessa myöhemmin aiheuttaisi.

• Taselaskelmia päivitettävä vastaamaan tuotannon eri vaiheissa havaittuja virtaamiaja huomioiden toiminnalle asetetut vaatimukset, erityisesti ympäristövaikutukset.

• Taselaskelmien avulla voidaan pohtia ohjausmenetelmän mahdollisiapäivitystarpeita.

Vesitaseen ja vesien hallintaratkaisunmallintaminen

• Vesitase kaivoksien osalta määritelläänyleensä karkealla tarkkuustasolla perustuenkeskimääräisiin sadanta-valuntatapahtumiinja vuodenaikaisvaihteluihin.• Tällä tarkastelutavalla ei voida luotettavasti

arvioida lyhytaikaisia vaihteluja taivesienhallintajärjestelmän toiminnallisuutta

• Vesitasetta ja hallintaratkaisuja voidaantarkastella dynaamisesti käyttäenkunnallisteknisen hulevesi- javerkostomallinnuksen työtapoja

• Olemassa olevien tai suunniteltujenrakenteiden ja ympäristön hydrologinen jahydraulinen simulointi = vesitasemallinnus

• Mahdollistaa eri sadanta- ja toiminta-skenaarioiden sujuvan tarkastelun

1. Hydrologisen kierron mallintaminen2. Prosessi- yms. vesijakeiden määrittely3. Vesimassojen siirto toimintojen välillä4. Toiminnallisuuden tarkastelu5. Vedenlaadun tarkastelu

SISÄLLYS

1. Sito lyhyesti2. Vesien hallintaa paperilta pumppuun ja purkupaikalle

Vesitaseen hallinta

3. Vesienkäsittelyn kehitysaskeleet lietteen käsittelyssäToimivuus ja turvallisuus – vuotojen paikantaminenPolymeerit, geotube:t ja vesien hallintaCase esimerkki

4. Mitä seuraavaksi?Uusien ratkaisumallien edistäminen

Vesitase ja vesienhallintaToimivuus ja turvallisuus - vuotojen paikantaminen ja altaidenkevennyskunnostusMallinnukseen 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.

Mikä on Geotube?

Geotube:t valmistetaan korkealujuuksisesta tekstiilistä. Vesi läpäisee kankaan kiintoaineen pidättyessätuubiin. Geotube:t on vahvistettu saumaustekniikalla, joka takaa täytön aikaisen paineen keston.

Geotube käyttökohteita

• Kaivos ja porauslietteet• Ruoppausmassat• Mineraaliprosessien lietteet• Paperi- ja selluteollisuuden lietteet• Teollisuuslietteet• Teollisuuden sivutuotteet• Lentotuhkat• Jätevesilietteet• Sakokaivolietteet• Maatalouslietteet

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 jageotube-käsittely

• Käsittely turvallinen ja teknisesti luotettavamenetelmä

• Geotube GT500D® on testatustikokonaistaloudellisesti edullisin markkinoilla olevavastaava tuote

• Hyvä kustannustehokkuus sekä suuripuhdistusnopeus ja –kapasiteetti

• Toimii kaikkina vuodenaikoina ja kaikissa sääoloissa

• Etuna pieni pinta-alan tarve

Sito kaivoksella Kainuussa

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.

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 johdetaaneteenpäin ja altaan vesitilavuus säilytetäänpumppaamalla laskeutunutta lietettägeotubeihin.Rajoittavana tekijänä käsittelylle on vesiensulfaattipitoisuus.

Opittua ja tulevia

• Yhdistelmäratkaisuin pystytään hallitsemaan miljoonia kuutioita kaivostoiminnassasyntyviä vesiä. Suunnittelussa tulee huomioida monitoroinnin lisäksi todellisetriskienhallintakeinot ja niiden toimivuus.

• Avaa mahdollisuuksia nykyisten ja suunnitteilla olevien kaivoshankkeiden vesi- jamassataseiden kehittämiseen

• Riskien hallinta ja etukäteisvarautuminen

• Kannattavuusselvitykset (feasibility studies), ympäristöjalanjälki, luvitettavuus

• Vesienhallintajärjestelmää koskevien investointien ja riskienhallinnan stressitestaaminen

• Sulfaattipitoiset vedet?

• Useat tahot hakevat aktiivisesti ratkaisuasulfaattikuormituksen pienentämiseksi• Tulevaisuuden vesien käsittely ja sakan

eliminoiminen: EPSE-menetelmä

• Ecoprocess Services Oy on kehittänytuuden teollisten vesien, nesteiden,lietteiden ja jätteenpuhdistusteknologian.

• EPSE menetelmä perustuu metallienliukenemattomuuteen alkaalisaostuksenyhteydessä. Saostuksen seurauksena syntyykiinteä metallipitoinen sakka ja puhdasylitevesi.

• Liukenematon sakka on luokitukseltaanpysyvää jätettä. Ylitevesi alittaa selkeästilupamääräykset.

• Kolmessa teollisuuskohteessa aloitettu työt2014. Tulossa 2015.

Opittua ja tulevia

• EPSE menetelmän kilpailukyky perustuu:

• yksinkertaiseen prosessiin, kaupallisestisaataviin kemikaaleihin

• kykyyn muodostaa pysyväksi jätteeksiluokiteltavaa stabiilia sakkaa, puhtaaseenyliteveteen sekä menetelmänkustannustehokkuuteen.

SISÄLLYS

1. Sito lyhyesti2. Vesien hallintaa paperilta pumppuun ja purkupaikalle

Vesitaseen hallinta

3. Vesienkäsittelyn kehitysaskeleet lietteen käsittelyssäToimivuus ja turvallisuus – vuotojen paikantaminenPolymeerit, geotuubit ja vesien hallintaCase esimerkki

4. Mitä seuraavaksi?Uusien ratkaisumallien edistäminen

Uusien ratkaisumallien edistäminen

• Keskustelun terävöittäminen viranomaisten ja toimijoiden kesken tarpeen.• Haasteina mm.:

• Vaikean teknisen tilanteen simulointi toimivaksi ja siirtyminen kohti joustavampaa jaedistyksellisempää kehitystyötä

• Uusien ja toistaiseksi Suomessa vähäisemmässä määrin hyödynnettyjen ratkaisujenvalidointi (BAT) osaksi kannattavaa ja kestävää vesienhallintaa, -käsittelyä ja –tarkkailua

• Uusien ratkaisumallien mukaantulon edistäminen ja tutkimus-/kokemusperäisentiedon hyödyntäminen. Yritysten rooli tutkimushankkeiden ohjausryhmissä vielämelko vähäinen (esim. Green Mining)

Ympäristösi parhaat tekijät

KIITOS!

C 229