Sedimentoitumisen ja ilman muodostumisen vaikutukset paineviemärin toiminnallisuuteen
Haapalainen, Julia (2016)
Haapalainen, Julia
2016
Ympäristö- ja energiatekniikan koulutusohjelma
Luonnontieteiden tiedekunta - Faculty of Natural Sciences
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2016-11-09
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201610254640
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201610254640
Tiivistelmä
Diplomityössä tarkasteltiin kiintoaineen sedimentoitumisen ja ilman muodostumisen vaikutuksia paineviemärin energiankäyttöön ja toimintavarmuuteen. Tavoitteena oli löytää kaksilinjaiselle paineviemärille energiankäytöltään mahdollisimman tehokas pumppaustapa siten, että ilman muodostuminen ja kiintoaineen sedimentoituminen ovat hallinnassa. Tapauskohteena työssä oli Mikkelin Vesilaitoksen vanhalta Kenkäveronniemen puhdistamolta uudelle Metsä-Sairilan puhdistamolle rakennettava siirtolinja.
Pumppaus on jäteveden siirrossa suurin yksittäinen energiankuluttaja, minkä vuoksi paineviemärin energiankäytön optimointi keskittyi parhaan mahdollisen pumppaustavan selvittämiseen. Pumppauksen energiankulutusta tarkasteltiin mallinnusohjelmalla. Taajuusmuuttajaohjatun pumppauksen todettiin tuovan säästöjä perinteiseen on-off-pumppaukseen nähden. Tulovirtaaman ollessa keskimääräisellä tasolla kahden pumppulinjan ja kahden paineputken käyttö olisi energiankäytöltä edullisin tapa jäteveden siirtoon, mutta tällöin pumpun kierrosluku putoaa liian alhaiseksi ja jäteveden virtausnopeus ei ole paineputkessa riittävä viemärin huuhtomiseen ja ilman kuljettamiseen. Ilman poistumisen ja sedimentoitumisen hallinnan vuoksi on siis järkevämpää suorittaa jäteveden siirto pienillä ja keskimääräisillä virtaamilla käyttäen yhtä pumppulinjaa ja yhtä paineputkea.
Ilman muodostuminen ja kiintoaineen sedimentoituminen vaikuttavat olennaisesti paineviemärin hydrauliseen toimintaan. Molemmat tekijät pienentävät paineviemärin kapasiteettia aiheuttaen pumppauksen energiankulutuksen nousua. Ilman kertymisen ja kiintoaineen sedimentoitumisen aiheuttamien vaaratilanteiden seurauksia ovat lisäksi myös materiaalivahingot ja ympäristön pilaantuminen jätevesivuotojen seurauksena. Kiintoaineen sedimentoituminen voi aiheuttaa myös hajuhaittoja ja terveysriskejä tulopumppaamon työntekijöille.
Ilman kertymisen, kiintoaineen sedimentoitumisen ja pumppuvikojen aiheuttamien riskien todettiin kohteessa olevan hyväksyttävällä tasolla. Paineviemärin riskienhallinta ja vaaratilanteiden havaitseminen perustuu poikkeavien tilanteiden huomaamiseen ja nopeaan reagointiin, mikä vaatii ammattitaitoa viemärilaitoksen työntekijöiltä. Metsä-Sairilan siirtolinjan hyvään toimintavarmuuteen vaikuttaa olennaisesti siirtolinjan toteuttaminen kaksilinjaisena, jolloin toisen linjan pettäessä on toinen linja vielä käytettävissä.
Pumppaus on jäteveden siirrossa suurin yksittäinen energiankuluttaja, minkä vuoksi paineviemärin energiankäytön optimointi keskittyi parhaan mahdollisen pumppaustavan selvittämiseen. Pumppauksen energiankulutusta tarkasteltiin mallinnusohjelmalla. Taajuusmuuttajaohjatun pumppauksen todettiin tuovan säästöjä perinteiseen on-off-pumppaukseen nähden. Tulovirtaaman ollessa keskimääräisellä tasolla kahden pumppulinjan ja kahden paineputken käyttö olisi energiankäytöltä edullisin tapa jäteveden siirtoon, mutta tällöin pumpun kierrosluku putoaa liian alhaiseksi ja jäteveden virtausnopeus ei ole paineputkessa riittävä viemärin huuhtomiseen ja ilman kuljettamiseen. Ilman poistumisen ja sedimentoitumisen hallinnan vuoksi on siis järkevämpää suorittaa jäteveden siirto pienillä ja keskimääräisillä virtaamilla käyttäen yhtä pumppulinjaa ja yhtä paineputkea.
Ilman muodostuminen ja kiintoaineen sedimentoituminen vaikuttavat olennaisesti paineviemärin hydrauliseen toimintaan. Molemmat tekijät pienentävät paineviemärin kapasiteettia aiheuttaen pumppauksen energiankulutuksen nousua. Ilman kertymisen ja kiintoaineen sedimentoitumisen aiheuttamien vaaratilanteiden seurauksia ovat lisäksi myös materiaalivahingot ja ympäristön pilaantuminen jätevesivuotojen seurauksena. Kiintoaineen sedimentoituminen voi aiheuttaa myös hajuhaittoja ja terveysriskejä tulopumppaamon työntekijöille.
Ilman kertymisen, kiintoaineen sedimentoitumisen ja pumppuvikojen aiheuttamien riskien todettiin kohteessa olevan hyväksyttävällä tasolla. Paineviemärin riskienhallinta ja vaaratilanteiden havaitseminen perustuu poikkeavien tilanteiden huomaamiseen ja nopeaan reagointiin, mikä vaatii ammattitaitoa viemärilaitoksen työntekijöiltä. Metsä-Sairilan siirtolinjan hyvään toimintavarmuuteen vaikuttaa olennaisesti siirtolinjan toteuttaminen kaksilinjaisena, jolloin toisen linjan pettäessä on toinen linja vielä käytettävissä.