Orgaanisen aineen poistuminen tekopohjaveden muodostuksessa kolonnikokein tutkittuna

Abstract

Pohjavettä suositaan entistä enemmän talousveden valmistuksessa. Suomen pohjavesiesiintymien antoisuus riittäisi kymmenkertaisenkin väestön tarpeisiin, mutta esiintymät ovat usein pieniä ja sijaitsevat monin paikoin suuria yhdyskuntia ajatellen väärissä paikoissa. Tekopohjaveden valmistuksessa pohjavesiesiintymän antoisuutta parannetaan keinotekoisesti imeyttämällä pintavettä johtavan maakerroksen läpi pohjavesivyöhykkeeseen. Suurimman haasteen tekopohjaveden muodostamisessa asettaa pintaveden sisältämän orgaanisen aineksen poistaminen. Tämän diplomityön tarkoituksena oli tutkia orgaanisen aineksen poistumista ja käyttäytymistä sekä molekyylikokojakauman muutoksia tekopohjaveden valmistuksessa. Kirjallisuuden perusteella tarkasteltiin tekopohjaveden valmistuksen taustaa ja menetelmiä sekä tekopohjaveden orgaanisen aineksen määrään vaikuttavia tekijöitä. Lisäksi esiteltiin tarkemmin Mikkelin Pursialan ja Hämeenlinnan Ahveniston tekopohjavesilaitoksia ja suunnitteilla olevia Tampereen ja Valkeakosken seudun sekä Turun seudun tekopohjavesihankkeita. Työn kokeellisessa osuudessa tutkittiin orgaanisen aineksen määrää ja verrattiin eri suodatinmateriaaleja imeytysaltaan pohjaa simuloivilla kolonneilla. Erityistä huomiota kiinnitettiin allasimeytyksessä suodatinkerroksen pinnalle muodostuvaan biologisesti aktiiviseen kerrokseen. Lisäksi tutkittiin orgaanisen aineksen poistumista Pursialan ja Ahveniston tekopohjavesilaitoksilla. Vesinäytteistä määritettiin muun muassa liuenneen orgaanisen aineksen kokonaismäärä ja sen molekyylikokojakauma. Suodatinaineksesta määritettiin muun muassa hehkutushäviö ja biologinen hapenkulutus. Tulosten perusteella allasimeytyksessä orgaaninen aines poistuu tehokkaasti jo aivan imeytysaltaan pohjan läheisyydessä. Kolonnikokeissa poistui jopa 20 % liuenneesta orgaanisesta hiilestä. Suuri- ja keskikokoiset molekyylifraktiot poistuivat hyvin, jopa 30-40 %, kun puolestaan pienikokoisten molekyylifraktioiden poistuma oli vain joitakin prosentteja. Kolonnien suodatinaineksen orgaanisen aineksen pitoisuus hehkutushäviönä mitattuna oli suurin pintakerroksessa, noin 1,5 %.