Ympäristöpalvelualueen materiaalitaseen laskentamalli
No Thumbnail Available
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Chemical Engineering |
Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Instructions for the author
Authors
Date
2013
Department
Major/Subject
Materiaalien prosessointi
Mcode
MT3002
Degree programme
Language
fi
Pages
v + 99 s. + liitt. 25
Series
Abstract
The aim of this thesis was to create the basis for the material balance calculation for Helsinki Region Environmental Services Authority (HSY). The created calculation model will be used for the material balance calculation in the future. The basis for the balance calculation consists of two parts: the sources for the available material flow data and the development proposals for those sections where the data was not available. Material flow data was collected from HSY-experts and from different databases. The collected data was compiled in Excel as a uniform database. The material balance diagrams were drawn by STAN (Substance flow analysis) program. In the graphics the width of the flow describes the relative mass fraction. The calculation is focused only on the significant and major material flows. The smaller irrelevant flows such as office supplies were excluded. In 2012 HSY handled over 246 million tons of material. The most of which was treated and untreated water and wastewater. Although HSY is responsible for the management of waste in the Helsinki metropolitan area, the mass fraction of waste (about 0.6 million tons) is less than one percent of the total input flow. In 2012 approximately 17.45 million tons of material was accumulated in HSY. Most of which was biogas from the anaerobic digestion of sewage sludge. Most of the biogas was generated to energy in HSY owned facilities and only a minor share was sold to external operators. Only 2 percent of the HSY of the accumulated material is landfilled. The output flow from HSY was roughly 224 million tons, which is about 90 percent of input flow. Most of the outgoing material is water: 41.5 percent of flow is purified municipal water and 58 percent is treated wastewater. The rest of the output flow consists of waste from wastewater treatment plants, composted products and waste fractions that are treated by outside operators. The most crucial factor affecting the accuracy of the material balance was the lack of the material flow data. The data was partly hard or impossible to access due to poor or non-existent documentation. The largest material flow data was missing from the investments. Some of the data such as soil masses were inadequate. The database should be improved to be more consistent and obtainable. The mass balance is calculated at a rough level, but it can be upgraded to be more exact in the future according to the available material flow data. The proposed material balance calculation basis is a centralized database. One person is responsible for updating the database, while the separate files are updated by different experts. This way the work load for one person is not immense and the reliability of the data is good. The material flow data from HSY is valuable information in many ways. Extensive conclusions on the consumption patterns and habits of the residents in the Helsinki metropolitan area can be drawn from the magnitudes and compositions of the flows.Tämän työn tarkoituksena oli kartoittaa perusteita Helsingin seudun ympäristöpalvelujen (HSY) materiaalitaseen laskemiseksi ja luoda laskentamalli sen laskemiseksi tulevaisuudessa. Materiaalivirtatiedot kerättiin HSY:n asiantuntijoilta sekä erilaisista tietojärjestelmistä, mitkä koottiin Excel-pohjaiseksi tietokannaksi. Virtauksen suhteellista massaosuutta kuvaavat materiaalitasekaaviot piirrettiin STAN (Substance flow analysis) -ohjelmalla. Laskelma keskittyi vain merkittävimpiin virtoihin ja pienet virrat, kuten toimistotarvikkeet rajattiin pois. Työn tuloksena on laskentaperusteet HSY:n materiaalitaseen laskemiseksi. Ne pitävät sisällään sekä saatavilla olevat materiaalivirtatiedot että kehitysehdotukset niihin kohteisiin, joista tietoa ei ollut saatavilla. Vuoden 2012 materiaalitaseen mukaan HSY:n jäte- ja vesihuolto liikuttavat vuositasolla noin 246 miljoonaa tonnia materiaalia, josta suurin osa on vettä: raakavettä, talousvettä, jätevettä ja puhdistettua jätevettä. Vaikka HSY on vastuussa koko pääkaupungin jätehuollosta, on jätteiden osuus (noin 0,6 milj. tonnia) koko tulovirtaamasta alle prosentin. Vuosittain HSY:n piiriin jää noin 17,45 miljoonaa tonnia materiaalia. Suurin osa tästä on jätevedenpuhdistuksen lietteen mädätyksessä syntyvää biokaasua. Pääosa biokaasusta generoidaan energiaksi HSY:n laitoksilla ja osa biokaasusta myydään ulkopuolisille toimijoille jatkojalostettavaksi. Vain 2 prosenttia HSY:hyn jäävästä materiaalista on loppusijoitettua jätettä. Myös asennetut putkimateriaalit jäävät HSY:n sisälle. HSY:stä poistuu vuosittain 224 miljoonaa tonnia materiaalia, joka vastaa noin 90 prosenttia tulovirtaamasta. Suurin osa virtaamasta on vettä: 41,5 prosenttia puhdistettua talousvettä ja 58 prosenttia puhdistettua jätevettä. Muu poistuva virta koostuu jätevedenpuhdistamojen jätteistä ja lietteiden käsittelystä sekä jätejakeista, jotka toimitetaan käsiteltäväksi ulkopuolisille toimijoille. Työn myötä ilmeni, että tiedonsaantia tulisi sekä parantaa että yhdenmukaistaa, sillä tietoja oli hankalaa kerätä tai niitä ei ollut saatavilla. Suurimmat materiaalivirtatiedot puuttuvat investointien alta. Osa tiedoista, kuten maa-massoista ja varastotiedoista, oli puutteellista. Niistä tehtiin mahdollisimman todenmukaiset arviot. Massatasetta ei ollut mahdollista laskea täysin tarkasti, mutta laskelma on tulevaisuudessa tarkennettavissa saatavien tietojen mukaan. Materiaalitaseen laskemiseksi tulevaisuudessa on ehdotettu keskitettyä tietokantaa. Tietokannan päivittämisestä on vastuussa yksi henkilö, kun taas tiedostoja päivittävät vastuualueiden asiantuntijat. Näin yhden henkilöntyöpanos ei ole suuri ja tiedon luotettavuus on hyvä. HSY:n materiaalivirrat, niiden suuruudet ja koostumukset ovat monella tapaa arvokasta tietoa. Niistä tehtävät päätelmät antavat läpileikkauksen pääkaupungin asukkaiden kulutustottumuksista ja -tavoista.Description
Supervisor
Heiskanen, KariThesis advisor
Koivunen, KimmoKeywords
material balance, materiaalitase, material flow, materiaalivirta, environmental service authority, ympäristöpalvelualue, water treatment, jätevedenpuhditus, waste water treatment, vedenpuhdistus, waste management, jätehuolto