Yhdyskuntajätevedenpuhdistamon ohitusvesien fosforikuorman pienentäminen kiekkosuodatuksella
Loading...
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Insinööritieteiden korkeakoulu |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Author
Date
2017-06-12
Department
Major/Subject
Vesi- ja ympäristötekniikka
Mcode
R3005
Degree programme
Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan koulutusohjelma
Language
fi
Pages
86 + 19
Series
Abstract
Fosfori on ravinne, jota tarvitaan biomassan ja muiden biologisten organismien kasvuun. Liiassa määrin se aiheuttaa vesistöissä kuitenkin haittoja, kuten rehevöitymistä ja happikatoa. Vaikka jä- tevedenpuhdistamoiden fosforinpoisto on hyvin tehokasta ja poistoreduktiot yli 90 %, nostavat puhdistamoiden ohitusvedet vesistöjen fosforikuormaa. Monilla jätevedenpuhdistamoilla onkin haettu ratkaisua ohitusvesien käsittelyyn esimerkiksi esisaostuksella, kiekkosuodatuksella, flotaa- tiolla tai mikrohiekalla tehostetulla selkeytyksellä. Hermanninsaaren jätevedenpuhdistamon fosforipäästöraja kiristyi vuoden 2017 alussa 0,3 mg/l enimmäispitoisuuteen neljännesvuosikeskiarvona laskettuna. Luparaja ylittyy toisinaan keväällä ohitusvesien takia. Puhdistamolla on vuoden 2016 keväästä asti ollut käytössä esisaostus polyalu- miinikloridilla (PAX) ohitusvesien käsittelyyn, mutta esisaostuksen pitkä käynnistymisvaihe jätti riskin fosforiluparajan ajoittaisesta ylittymisestä. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli tutkia kiekkosuodattimen soveltuvuutta ohitusvesien fosfo- rinpoistoon Hermanninsaaren jätevedenpuhdistamolla. Kokeet suoritettiin 10 ja 20 μm kankailla, ilman kemikaalilisäystä sekä PAX- ja polymeerilisäyksellä. Koeajoissa tutkittiin kolmea eri ajota- paa: 1) kiekkosuodatin toimisi tertiäärikäsittelynä, 2) suodatin toimisi hybridiperiaatteella eli nor- maalitilanteessa tertiäärikäsittelynä ja prosessiohituksissa täysin ohitusvesien käsittely-yksikkönä 3) kiekkosuodattimelle johdettaisiin kaikki puhdistamolta lähtevät vedet (puhdistetut jätevedet + ohitusvedet). Suoritetut koeajot osoittivat, että ohitusvesien käsittely kiekkosuodatuksella vaatisi kemikaalili- säyksen, sillä ilman kemikaalilisäystä kiekkosuodatuksella saadut fosforireduktiot olivat hyvin heikkoja. Optimikemikaaliannostuksella, eli 8 mgAl+/l alumiini- ja 3 mg/l polymeerilisäyksellä, päästiin kuitenkin yli 95 % fosforireduktioihin. Ohitusvesien fosforipitoisuus laski keskimäärin 2,1 mg/l pitoisuudesta 0,072 mg/l pitoisuuteen. Yhdistelmäajossa ja tertiäärikäsittelyssä kemikaa- lilisäyksellä päästiin myös alle 0,1 mg/l fosforipitoisuuksiin. Kemikaalilisäys heikensi kuitenkin suodattimen hydraulista kapasiteettia. Kiekkosuodatuksella ja kemikaalilisäyksellä oli mahdollista poistaa jonkin verran myös jäteveden taudinaiheuttajia, orgaanista ainetta, kiintoainetta ja sameutta. Koeajojen mukaan muutokset ohitusvesien käsittelyn ja tertiäärikäsittelyn välillä toimivat hyvin. Kiekkosuodatin toimi myös hyvin esisaostuksen rinnalla. Kokeiden perusteella kiekkosuodatus soveltuu hyvin ohitusvesien käsittelyyn.Phosphorus is a nutrient that is needed for the growth of biomass and other biological organisms. However, the excessive amount of phosphorus causes harm in the receiving water, such as eu- trophication and oxygen depletion. Although wastewater treatment plants (WWTP) remove phos- phorus effectively, over 90 %, can by-passed wastewater increase the phosphorus load to the re- ceiving water. Many WWTPs are seeking solutions for by-passed wastewater treatment, such as pre-precipitation, disc filtration, dissolved air flotation and clarification ballasted with microsand. In Hermanninsaari WWTP the new environmental permit set the phosphorus limit from the begin- ning of 2017 to 0,3 mg/l, calculated as the quarterly average. This limit is at times surpassed during spring time because of process by-passes. From the spring of 2016 Hermanninsaari WWTP has used polyaluminiumchloride (PAX) to pre-precipitate by-passed wastewater. However, the slow start-up of the system left the risk of exceeding the new environmental permit. The aim of this study was to assess the feasibility of disc filtration to phosphorus removal of by- passed wastewater in Hermanninsaari WWTP. The study was done with 10 and 20 μm canvases with no chemical addition and with PAX and polymer addition. Three different ways to run the disc filter were studied: 1) disc filter as a tertiary treatment step, 2) in normal process disc filter as a tertiary treatment step and during process by-pass as a by-pass treatment unit 3) combined run, where all wastewater (purified wastewater + by-passed wastewater) are treated in the disc filter unit. According to the trial runs, the treatment of by-passed water requires chemical addition. Without chemical addition, the phosphorus reductions from the disc filtration were not sufficient. Nonethe- less, with the optimal chemical doze of 8 mgAl+/l aluminium and 3 mg/l polymer addition, the phosphorus reduction was over 95 %. The total phosphorus concentration decreased on average from 2,1 mg/l to 0,072 mg/l. In the trial runs of combined run and tertiary treatment, a phosphorus level of under 0,1 mg/l was achieved. However, chemical addition reduced the hydraulic capacity of the disc filter. With disc filtration and chemical addition, it was possible to reduce some of the wastewater pathogens, organic substances, suspended solids and turbidity. The test runs showed that the changes between tertiary treatment and by-passed water treatment performed well. Also, the disc filter functioned well alongside with pre-precipitation. According to the results from the test runs, disc filtration is a suitable method for by-passed water treatment.Description
Supervisor
Vahala, RikuThesis advisor
Antila, ElinaMikola, Anna
Keywords
kiekkosuodatus, ohitusvedet, fosforinpoisto, flokkaus
