Flotaatio-suodatuksen tehostaminen pintavesilaitoksella
Suhonen, Elina (2017)
Suhonen, Elina
2017
Ympäristö- ja energiatekniikka
Teknis-luonnontieteellinen 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
2017-09-06
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201708241793
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201708241793
Tiivistelmä
Pintavesilaitoksen tärkeimpiä puhdistusprosesseja ovat koagulaatio-flokkulaatio, selkeytys ja suodatus. Koagulaatio-flokkulaatiossa epäpuhtaudet käsitellään kemiallisesti ja partikkelikoko kasvatetaan suuremmaksi, jotta epäpuhtaudet voidaan poistaa selkeyttämällä ja suodattamalla. Prosessit poistavat vedestä muun muassa orgaanista ainetta, bakteereja, viruksia ja epäorgaanisia partikkeleita.
Tässä työssä tutkittiin Jyväskylän Energia Oy:n Viitaniemen pintavesilaitoksen flotaatio-suodatusyksikön toimintaa. Tarkoituksena oli tehostaa laitoksen toimintaa tutkimalla yk-sikön puhdistustulosta eri virtaamilla sekä pH-arvon ja koagulantin annostuksen vaikutusta koagulaatioon. Alumiinin ja orgaanisen aineen pitoisuutta ja sameutta käytettiin arvioimaan veden laatua flotaatio-suodatuksessa. Lisäksi tutkittiin orgaanisen aineen kokojakaumaa raakavedessä ja fraktioiden poistumista prosessin eri vaiheissa.
Tutkimusten perusteella laitoksen normaalin ajotavan (300 m3/h) puhdistustehokkuus oli hyvä, eikä virtaaman pienentämisellä saavutettu merkittävää etua. Virtaaman nosto heikensi veden laatua pieniin virtaamiin nähden, ja lähellä laitoksen maksimivirtaamaa (1 200 m3/h) hiekkasuodatetun veden alumiinipitoisuudet ylittivät ajoittain talousvesiasetuksen laatusuosituksen (200 µg/l). Laitoksella on käytössä aktiivihiilisuodatus, joka parantaa veden laatua orgaanisen aineen ja alumiinin suhteen, eivätkä laatusuositukset ole vaarassa ylittyä käsitellyssä vedessä.
Alumiinin poistumista tehostettiin nostamalla koagulaation pH-arvoa. Hiekkasuodatetun veden alumiinipitoisuus oli 30 % pienempi, kun pH nostettiin väliltä 6,06–6,08 välille 6,18–6,19. Pelkkä pH:n nousu ei vaikuttanut orgaanisen aineen pitoisuuteen tai sameu-teen, mutta koagulantin annostusta pienennettäessä (jolloin myös pH nousee) orgaanisen aineen pitoisuudet kasvoivat ja sameus väheni. Orgaanisen aineen kokojakauma-analyysin perusteella liuenneen orgaanisen aineen fraktiot ovat raakavedessä pieniä. Suurin jae oli kokoluokaltaan noin 1900–2300 Da. Suuret jakeet poistuivat prosessissa lähes kokonaan, ja erityisesti flotaatiossa poistui paljon orgaanista ainetta. Laitoksen puhdis-tustehokkuus oli 88 %, kun verrattiin raakaveden ja aktiivihiilisuodatetun veden liuenneen orgaanisen aineen pitoisuuksia.
Tässä työssä tutkittiin Jyväskylän Energia Oy:n Viitaniemen pintavesilaitoksen flotaatio-suodatusyksikön toimintaa. Tarkoituksena oli tehostaa laitoksen toimintaa tutkimalla yk-sikön puhdistustulosta eri virtaamilla sekä pH-arvon ja koagulantin annostuksen vaikutusta koagulaatioon. Alumiinin ja orgaanisen aineen pitoisuutta ja sameutta käytettiin arvioimaan veden laatua flotaatio-suodatuksessa. Lisäksi tutkittiin orgaanisen aineen kokojakaumaa raakavedessä ja fraktioiden poistumista prosessin eri vaiheissa.
Tutkimusten perusteella laitoksen normaalin ajotavan (300 m3/h) puhdistustehokkuus oli hyvä, eikä virtaaman pienentämisellä saavutettu merkittävää etua. Virtaaman nosto heikensi veden laatua pieniin virtaamiin nähden, ja lähellä laitoksen maksimivirtaamaa (1 200 m3/h) hiekkasuodatetun veden alumiinipitoisuudet ylittivät ajoittain talousvesiasetuksen laatusuosituksen (200 µg/l). Laitoksella on käytössä aktiivihiilisuodatus, joka parantaa veden laatua orgaanisen aineen ja alumiinin suhteen, eivätkä laatusuositukset ole vaarassa ylittyä käsitellyssä vedessä.
Alumiinin poistumista tehostettiin nostamalla koagulaation pH-arvoa. Hiekkasuodatetun veden alumiinipitoisuus oli 30 % pienempi, kun pH nostettiin väliltä 6,06–6,08 välille 6,18–6,19. Pelkkä pH:n nousu ei vaikuttanut orgaanisen aineen pitoisuuteen tai sameu-teen, mutta koagulantin annostusta pienennettäessä (jolloin myös pH nousee) orgaanisen aineen pitoisuudet kasvoivat ja sameus väheni. Orgaanisen aineen kokojakauma-analyysin perusteella liuenneen orgaanisen aineen fraktiot ovat raakavedessä pieniä. Suurin jae oli kokoluokaltaan noin 1900–2300 Da. Suuret jakeet poistuivat prosessissa lähes kokonaan, ja erityisesti flotaatiossa poistui paljon orgaanista ainetta. Laitoksen puhdis-tustehokkuus oli 88 %, kun verrattiin raakaveden ja aktiivihiilisuodatetun veden liuenneen orgaanisen aineen pitoisuuksia.