Enhancing phosphorus removal by disc filtration – A case study from Viikinmäki wastewater treatment plant

 |  Login

Show simple item record

dc.contributor Aalto-yliopisto fi
dc.contributor Aalto University en
dc.contributor.advisor Heinonen, Mari
dc.contributor.author Rossi, Laura
dc.date.accessioned 2014-12-11T10:10:13Z
dc.date.available 2014-12-11T10:10:13Z
dc.date.issued 2014-12-02
dc.identifier.uri https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/14663
dc.description.abstract Phosphorus is an essential nutrient for all living organisms. However, high concentrations in a water body accelerates eutrophication. Discharge limits for phosphorus are getting tighter for wastewater treatment plants, thus new tertiary treatments for removal have to be considered. In addition, hygienization of wastewater may become mandatory. At Viikinmäki wastewater treatment plant, the phosphorus discharge limit can tighten from 0.3 mg/l to 0.1–0.2 mg/l. New limit is not possible to achieve with the current process. The aim of this study was to investigate the feasibility of a discfilter in the removal of phosphorus and suspended solids at the Viikinmäki wastewater treatment plant. The goal was to achieve total phosphorus concentrations below 0.1 mg/l in the effluent. In addition, the ability to treat bypass waters and hygienization was studied. Before pilot scale studies, suitable chemical combinations were determined by jar tests. Pilot runs proved that mechanical removal is insufficient thus chemical addition is mandatory. Two aluminium based and one iron based coagulant were tested with cationic polymer. Aluminum based coagulants performed better and the optimum dose was 0.5–1.0 mg/l with polymer concentration 1.0 mg/l. However, the quality of the pilot influent affected greatly to the chemical doses. Nevertheless, with the discfilter it was possible to achieve consistently effluent with under 0.1 mg/l total phosphorus concentration. Furthermore, discfilter was able to reduce the bacteria amount and removal was enhanced by chemical addition and smaller pore size. However, the discfilter is more suitable in removing suspended solids before more efficient hygienization process such as UV-hygienization or ultra- or nanofiltration. Bypass water tests proved that phosphorus concentrations can be decreased from 1.6 mg/l to 0.51 mg/l. Based on pilot runs, it can be concluded that the discfilter can be an alternative tertiary treatment step for phosphorus and suspended solid removal at Viikinmäki WWTP. en
dc.description.abstract Fosfori on välttämätön ravinne kaikelle kasvulle, mutta suurina pitoisuuksina vesistöissä se aiheuttaa rehevöitymistä. Jäteveden puhdistamoiden fosforin päästöluparajat tiukkenevat tulevaisuudessa ja erilaisia tertiäärikäsittelyjä täytyy harkita, jotta uudet raja-arvot voidaan saavuttaa. Lisäksi jäteveden hygienisointi voi tulla pakolliseksi. Viikinmäen jätevedenpuhdistamolla kokonaisfosforin päästöraja on vuosineljänneskeskiarvona 0,3 mg/l, mutta päästöraja voi tiukentua 0,1–0,2 mg/l. Nykyisellä prosessilla ei pystytä saavuttamaan uusia rajoja, koska biologinen typenpoisto vaatii toimiakseen riittävän fosforipitoisuuden. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia kiekkosuodattimen soveltuvuutta Viikinmäen jäteveden puhdistamolla sekä fosforin että kiintoaineen poistoon. Tavoitteena oli saavuttaa alle 0,1 mg/l kokonaisfosforikonsentraatio lähtevässä jätevedessä. Ennen pilottikoon koeajoja, sopivat kemikaaliyhdistelmät määritettiin saostuskokeiden avulla. Tavallisen jäteveden lisäksi kiekkosuodattimella testattiin ohitusveden käsittelyä. Koeajot osoittivat, että kiekkosuodattimen mekaaninen poistokyky oli heikko sekä 10 µm että 20 µm huokoskoilla, joten puhdistusta tehostettiin kemikaaleilla. Saostuskokeiden perusteella testattiin kahta alumiinipohjaista ja yhtä rautapohjaista koagulanttia kationisen polymeerin kanssa. Alumiinipohjaiset koagulantit toimivat paremmin kuin rautapohjainen ja 0,1 mg/l pitoisuuteen päästiin 0,5–1,0 mg Al3+/l ja 1,0 mg polymeeri/l annoksilla. Kokeissa huomattiin, että käsiteltävän jäteveden laatu vaikuttaa merkittävästi puhdistustulokseen; korkeat ja matalat kiintoainepitoisuudet vaikeuttavat puhdistusta. Tästä huolimatta kiekkosuodattimella kyettiin tuottamaan tasalaatuista alle 0,1 mg fosfori/l jätevettä. Fosforin ja kiintoaineen poiston lisäksi tutkittiin laitteiston kykyä hygienisointiin. Bakteerimäärät pienenivät ja puhdistusta voitiin tehostaa kemikaalilisäyksellä sekä pienemmällä huokoskoolla. Hyvin alhaisia bakteerimääriä ei voitu saavuttaa, mutta kiekkosuodatin soveltuu hyvin kiintoaineen ja sameuden poistoon esimerkiksi ennen UV- hygienisointia tai ultrasuodatusta. Ohitusvesitestissä suorasaostettua esiselkeytetty jätevettä käsiteltiin kiekkosuodattimella. Kokonaisfosforipitoisuus pystyttiin laskemaan 1,6 mg/l:sta 0,5 mg/l:aan kun kemikaaliannostus ennen kiekkosuodatusta oli 3,5 mg Al3+/l ja polymeeriannos 2,0 mg/l. Kokeiden perusteella kiekkosuodatin soveltuu tertiäärikäsittelyvaiheeksi Viikinmäen jäteveden puhdistamolle fosforin ja kiintoaineen poistoon. Uudenmaan ELY-keskus on mukana Itämeren suojelussa ja tuki kiekkosuodatin projektin rahoitusta. fi
dc.format.extent 110+20
dc.format.mimetype application/pdf en
dc.language.iso en en
dc.title Enhancing phosphorus removal by disc filtration – A case study from Viikinmäki wastewater treatment plant en
dc.title Fosforin poiston tehostaminen kiekkosuodattimella. fi
dc.type G2 Pro gradu, diplomityö en
dc.contributor.school Kemian tekniikan korkeakoulu fi
dc.subject.keyword phosphorus en
dc.subject.keyword precipitation en
dc.subject.keyword disc filtration en
dc.subject.keyword tertiary treatment en
dc.identifier.urn URN:NBN:fi:aalto-201412113210
dc.programme.major Biotekniikka ja elintarviketekniikka fi
dc.programme.mcode KE3002 fi
dc.type.ontasot Master's thesis en
dc.type.ontasot Diplomityö fi
dc.contributor.supervisor Laakso, Simo
dc.programme KEM - Kemian tekniikan koulutusohjelma fi
dc.location PK fi


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search archive


Advanced Search

article-iconSubmit a publication

Browse

My Account