Enhancing nitrogen and phosphorus removal in a biological chemical filter

No Thumbnail Available
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Helsinki University of Technology | Diplomityö
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Date
2001
Major/Subject
Ympäristönsuojelutekniikka
Mcode
Puu-23a
Degree programme
Language
en
Pages
111 s. + liitt. 17
Series
Abstract
Suomenojan tutkimusasemalla (Suomen ympäristökeskus) tutkittiin tertiääristä biologiskemiallista suodatusta touko-lokakuussa 2000. Työn kokeellisen osan tavoitteena oli tutkia denitrifikaation, fosforin saostuksen ja kiintoaineen erotuksen onnistumista upflow-tyyppisessä anoksisessa suodattimessa. Työn kirjallisuusosassa käsiteltiin denitrifikaatiota, fosforin saostusta, biofilmejä, biologisia suodattimia ja mekaanista suodatusta. Suodatinpedin korkeus ja halkaisija olivat 2,5 m ja 0,32 m, ja materiaali oli halkaisijaltaan 3-6 mm:n Leca-sora. Alumiinisuolaa käytettiin fosforin saostukseen ja metanolia denitrifikaation hiilenlähteenä. Ortofosfaattiliuosta annosteltiin suodattimeen, kun suodattimeen tulevan veden liukoisen ortofosfaatin pitoisuus oli alhainen denitrifikaatioon. Suodattimen toimintaa tutkittiin kolmen koejakson ajan: biologiskemiallinen suodatus pintakuormalla 8 m/h, biologinen suodatus pintakuormalla 12 m/h ja biologiskemiallinen suodatus pintakuormalla 12 m/h. Suodatusta tutkittiin määrittämällä suodattimen taseet (massa, ortofosfaatti, fosfori), arvioimalla suodattimen pesujen onnistumista ja määrittämällä suodattimesta poistuvan veden ja saostetun suodattimeen menevän veden partikkelikokojakaumat. Myös suodattimen denitrifikaationopeudet sekä fosforin ja kiintoaineen poistokyky määritettiin. Saavutetut denitrifikaationopeudet vaihtelivat välillä 0,4-1,6 kg NO_(3)-N_(red)/m[3]*d (mediaani 0,9 kg NO_(3)-N_(red)/m[3]*d) lämpötilan ollessa 17-21 °C. Suodatetun veden typpipitoisuus oli 5-16 mg/l (mediaani 11 mg/l). Denitrifikaationopeudet kasvoivat tulevan veden nitraattipitoisuuden kasvaessa ja kun metanolin kulutus oli alhaisempi. Fosfori todennäköisesti rajoitti denitrifikaatiota erityisesti biologiskemiallisen suodatuksen aikana. Fosforia kului (eli poistui liukoisesta faasista kiinteään) mikrobien kasvuun ja/tai saostukseen riippuen suodatuksen tyypistä (biologinen tai biologiskemiallinen). Biomassaa muodostui keskimäärin 0,883 g/g NO_(3)-N_(red) biologisen suodatuksen aikana. Biologiskemiallisen suodatuksen aikana biomassaa muodostui vähemmän. Biomassaa ja saostettuja alumiiniflokkeja muodostui enemmän, kun suodattimeen tulevan veden ortofosfaattipitoisuus kasvoi. Fosforin saostuksessa muodostui kooltaan melko pieniä (60 % pienempiä kuin 12 µm) jopa kolloidisia flokkeja, jotka eivät suodattuneet tehokkaasti. Suodatetun veden fosforipitoisuus oli 0,1-2,7 mg/l (mediaani 0,3 mg/l). Suodattimen kiintoaineen poistokyky oli 40-80 %. Jonkin verran kiintoainetta karkasi suodattimesta erityisesti biologiskemiallisen suodatuksen koejaksoilla. Karannut kiintoaine koostui sekä biomassasta että saostetuista flokeista.
Description
Supervisor
Hynninen, Pertti
Thesis advisor
Rantanen, Pirjo
Keywords
wastewater, jätevesi, biological nutrient removal, biologinen ravinteidenpoisto, biological filtration, biologinen suodatin, denitrification, denitrifikaatio, precipitation, saostus, phosphorus, fosfori, nitrogen, typpi
Other note
Citation