Tekopohjavesiprosessin tarkastelu ja kehittäminen Nokian vesilaitoksella
Ränkman, Esa (2011)
2011
Luonnontieteiden ja ympäristötekniikan tiedekunta
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2011-01-12
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201101211009
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tty-201101211009
Tiivistelmä
Nokian kaupungin tekopohjavesilaitos hyödyntää Maatialanharjun I luokan pohja-vesialuetta raakavesilähteenään. Luontaisen muodostumisen lisäksi pohjavettä syntyy rantaimeytymisen ja Viikinharjulla tapahtuvan tekopohjaveden imeyttämisen seurauk-sena. Nykyisellään vesilaitokselle käsittelyyn johdettava pohjavesi on rauta- ja man-gaanipitoista, ja orgaanisen aineen määrä on melko korkea. Raudan ja mangaanin pois-tamiseen käytetään hapetusta ja hiekkasuodatusta.
Tässä työssä tarkasteltiin Maatialanharjun pohjaveden muodostumisprosessia veden orgaanisen aineen määrän ja laadun analyysien avulla. Menetelminä olivat DOC- ja HPSEC-analyysit. Näiden avulla pyrittiin selvittämään alueita, joilla rantaimeytymistä pohjavesialtaaseen tapahtuu, sekä rantaimeytymisen vaikutusta pohjaveden laatuun. Lisäksi työssä koottiin yhteen merkittävimmät riskit, jotka ovat tulleet esille Maatialan-harjun pohjavesialuetta ja Vihnusjärveä koskevissa riskikartoituksissa. Työn viimeisessä vaiheessa selvitettiin imeytettävän veden esikäsittelyyn soveltuvia tekniikoita.
Maaperään imeytetystä vedestä poistui orgaanisen aineen suurimolekyyliset fraktiot hyvin. Myös tekopohjaveden DOC-pitoisuus laski veden kulkeutuessa kohti vedenotta-moa. Koejärjestely, jossa järviveden imeyttäminen keskeytettiin kuudeksi viikoksi, osoitti, että rantaimeytymisen lisääntyessä pohjaveden laatu heikkenee orgaanisen aineen ja raudan osalta. Samalla voitiin karkeasti arvioida, että rantaimeytymistä tapahtuu Vihnusojan suun ja kesäteatterin läheisyydessä. Vähentämällä rantaimeytymisen määrää Maatialanharjun pohjavesialtaaseen voidaan pohjaveden laatua parantaa.
Muodostuvan tekopohjaveden laatua voidaan entisestään parantaa esikäsittelemällä imeytettävä vesi. Kemiallinen esikäsittelytekniikka osoittautui hyväksi vaihtoehdoksi orgaanisen aineen ja kiintoaineen vähentämiseen. Tavoitteena on vähentää raudan ja mangaanin liukenemista pohjaveteen. Kontaktisuodatus DynaSand-hiekkasuodattimella tai kemiallinen käsittely Actiflo-laitteistolla ovat mahdollisia vaihtoehtoja tähän tarkoi-tukseen. Saostuskemikaaliksi valittiin PAX-18 polyalumiinikloridi, jonka tiedetään toi-mivan laajalla pH- ja lämpötila-alueella. Koagulaatiokokeessa orgaanisen aineen suuri-molekyyliset fraktiot poistuivat tehokkaasti, ja DOC-vähenemä oli 54 - 60 % koagulan-tin annoksilla 3,7 – 5,5 mg Al/l. /Kir11
Tässä työssä tarkasteltiin Maatialanharjun pohjaveden muodostumisprosessia veden orgaanisen aineen määrän ja laadun analyysien avulla. Menetelminä olivat DOC- ja HPSEC-analyysit. Näiden avulla pyrittiin selvittämään alueita, joilla rantaimeytymistä pohjavesialtaaseen tapahtuu, sekä rantaimeytymisen vaikutusta pohjaveden laatuun. Lisäksi työssä koottiin yhteen merkittävimmät riskit, jotka ovat tulleet esille Maatialan-harjun pohjavesialuetta ja Vihnusjärveä koskevissa riskikartoituksissa. Työn viimeisessä vaiheessa selvitettiin imeytettävän veden esikäsittelyyn soveltuvia tekniikoita.
Maaperään imeytetystä vedestä poistui orgaanisen aineen suurimolekyyliset fraktiot hyvin. Myös tekopohjaveden DOC-pitoisuus laski veden kulkeutuessa kohti vedenotta-moa. Koejärjestely, jossa järviveden imeyttäminen keskeytettiin kuudeksi viikoksi, osoitti, että rantaimeytymisen lisääntyessä pohjaveden laatu heikkenee orgaanisen aineen ja raudan osalta. Samalla voitiin karkeasti arvioida, että rantaimeytymistä tapahtuu Vihnusojan suun ja kesäteatterin läheisyydessä. Vähentämällä rantaimeytymisen määrää Maatialanharjun pohjavesialtaaseen voidaan pohjaveden laatua parantaa.
Muodostuvan tekopohjaveden laatua voidaan entisestään parantaa esikäsittelemällä imeytettävä vesi. Kemiallinen esikäsittelytekniikka osoittautui hyväksi vaihtoehdoksi orgaanisen aineen ja kiintoaineen vähentämiseen. Tavoitteena on vähentää raudan ja mangaanin liukenemista pohjaveteen. Kontaktisuodatus DynaSand-hiekkasuodattimella tai kemiallinen käsittely Actiflo-laitteistolla ovat mahdollisia vaihtoehtoja tähän tarkoi-tukseen. Saostuskemikaaliksi valittiin PAX-18 polyalumiinikloridi, jonka tiedetään toi-mivan laajalla pH- ja lämpötila-alueella. Koagulaatiokokeessa orgaanisen aineen suuri-molekyyliset fraktiot poistuivat tehokkaasti, ja DOC-vähenemä oli 54 - 60 % koagulan-tin annoksilla 3,7 – 5,5 mg Al/l. /Kir11