Anaerobinen jäteveden puhdistusprosessi, sen ohjaus ja tutkiminen laboratoriomittakaavassa

Abstract

Teollisuuden jätevesien anaerobista puhdistusta kohtaan tunnetaan maailmalla suurta mielenkiintoa. Erityisen kiinnostavaksi sen tekee menetelmän taloudellisuus, mikä saavutetaan pienen energian tarpeen, vähäisen ravinnetarpeen, pienen ylijäämälietteen tuoton ja prosessista mahdollisesti saatavan energian (metaani) muodossa. Anaerobinen puhdistusprosessi soveltuu runsaasti orgaanista ainetta, mutta vähän ravinteita sisältäville jätevesille. Täten se mahdollisesti sopisi Suomen suurimman vesistöjen kuormittajan, metsäteollisuuden väkevien jätevesijakeiden puhdistusmenetelmäksi. Tämä diplomityö on osa Tampereen teknillisessä korkeakoulussa käynnissä olevaa anaerobitutkimusta. Työ koostuu sekä teoriaosasta että kokeellisesta osasta. Teoriaosassa perehdytään anaerobisen jäteveden puhdistusprosessin biokemiaan ja mikrobiologiaan. Aerobiprosessin vakiintuneisiin ohjausstrategioihin tutustumalla luodaan pohja anaerobiprosessin vielä vakiintumattomien ohjausperiaatteiden ymmärtämiselle ja selvitetään anaerobiprosessin ohjausperiaatteita. Kokeellisessa osassa tutkittiin anaerobista jäteveden puhdistusprosessia laboratoriomittakaavassa. Reaktorityypiksi valittiin UASB (Upflow Anaerobic SludgeBlanket), mikä käännetään suomeksi yleensä termillä anaerobinen lietepatjareaktori. Anaerobivaihetta seurasi aerobinen aktiivilieteprosessi. Tutkimuksessa käytetty jätevesi oli kuumahiertämön kirkassuodosto. Diplomityöhön kuului olennaisena osana koelaitteiston suunnittelu ja rakentaminen. Koelaitteisto koostui kolmesta identtisestä rinnakkaisesta jatkuvatoimisesta linjasta. Anaerobireaktoreiden korkeus oli n. 1 m ja tilavuus n. 15 l. Aerobireaktoreiden kokonaistilavuus oli n. 10 l. Anaerobireaktoreita operoitiin mesofiilisten bakteereiden optimilämpötilalueella eli n. 38 astetta C:ssa. Tässä yhteydessä ei käsitellä saavutettuja puhdistustuloksia, vaan keskitytään laitetekniikkaan. /Kir09