Typen poistuminen monivaiheisessa biologisessa puhdistusprosessissa

Abstract

Diplomityön alkuosa käsittää kirjallisuuskatsauksen, jossa tarkastellaan typen esiintymistä ympäristössä, typpiyhdisteiden haittoja sekä typenpoistomenetelmiä. Kokeellisessa osassa selvitettiin typen poistumista puhdistusprosessin eri osavaiheissa hyvin toimivalla puhdistamolla, jonne johdetaan sekä elintarviketeollisuus- että asumajätevettä. Tutkimus perustui kahden viikon seurantajaksoon. Koska tutkimuskohteena oleva puhdistamo perustuu biologiseen prosessiin, on teoriaosan pääpaino biologisissa typenpoistomenetelmissä. Lisäksi tarkastellaan kemiallis-fysikaalisten menetelmien soveltuvuutta tämän tyyppisten jätevesien käsittelyyn. Puhdistamon soveltuminen tutkimuskohteeksi on sikäli hyvä, että virtaamat ovat suhteellisen pieniä. Rengaskanava on rakenteensa puolesta yksinkertainen tutkimusalue. Etuna voidaan pitää myös pienen puhdistamon monipuolisuutta. Puhdistusprosessiin oleellisena osana kuuluvat lukuisat lietevirtaamat olisi kuitenkin hyvä tuntea prosessin säädön kannalta sekä tutkimuksen luotettavuutta ajatellen. Tutkimuksessa oletetaan puhdistussysteemin olevan tasapainotilassa. Todellisuudessa se on kuitenkin dynaamisessa tilassa. Tämä seikka on otettava huomioon tulosten luotettavuutta tarkasteltaessa. Vuorokausikohtaiset typpitaseet saattavat sisältää myös virhemahdollisuuden, koska ne eivät ota huomioon lietteen akkumuloitumista. Tulosten perusteella näyttää ilmeiseltä, että tulevan jäteveden laatu ja virtaaman jaksottaisuus vaikuttavat osaltaan hyviin puhdistustehoihin. Tuleva jätevesi sisältää runsaasti helposti hajoavaa orgaanista ainesta, joka sopii puhdistettavaksi ravinteita sisältävän asumajäteveden kanssa. Viikonloppuisin tulokuormitus on vähäistä, jolloin prosessi voi "latautua" uutta jaksoa varten. Esikäsittely vaikuttaa typen poistumiseen epäsuorasti. Se turvaa laadun ja määrän tasauksella prosessin toimintaedellytykset jatkossa. Flocor-biosuotimella on kaksitahoinen merkitys. Noin 60 % yksikköön tulevasta typestä sitoutuu biomassaan ja poistuu lietteen mukana. Toisaalta suotimessa tapahtuu merkittävä BOD7-vähennys: orgaaninen aines muuttuu solumassaksi ja energiaksi. Tämä pienentää rengaskanavien BOD7-kuormitusta, jolloin nitri-fikaatio-denitrifikaation onnistumismahdollisuudet paranevat. Rengaskanava l:ssä asumajäteveden sekä osittain myös ylivuotolietteen ja rejektiveden typpiyhdisteet ammonifioituvat. Rengaskanava II ja III poistavat typpeä ilmastuksen tehokkuudesta riippuen ilmaan (denitrifikaatio) sekä assimilaation avulla lietteen mukana. Koko puhdistamon typpitaseeksi voidaan tulosten perusteella esittää seuraava jaotelma: Typpilähde = Kohdeyritys 86 % Sahalahti 14 % Yhteensä 100 %. Typen poistumistapa = Lietteeseen 65 % Ilmaan 25 % Vesistöön 10 % Yhteensä 100 %. /Kir09