Typenpoiston tehostaminen kunnallisessa jätevedenpuhdistuksessa membraanibioreaktorin avulla
Nissinen, Miia (2014)
Diplomityö
2014
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2014120350401
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2014120350401
Tiivistelmä
Tämä diplomityö tehtiin Vihdin Vesihuoltolaitoksen Nummelan jäteveden puhdistamolle. Työssä tutkittiin typenpoistoa kunnallisista jätevesistä membraanibioreaktorin (MBR) avulla. MBR:ssä yhdistyvät perinteinen aktiivilieteprosessi ja kalvosuodatus. Työn tavoite oli päästä yli 95 % typenpoistoon.
Aluksi typenpoisto oli yli 80 %, kun pilot-mittakaavan MBR-laitosta operoitiin perinteisen prosessin parametrein. Typenpoistoa onnistuttiin tehostamaan nostamalla nitraattipitoisen palautuslietteen kierrätystä prosessin alkupäähän (1600 L/h) ja lisäämällä aktiivista biomassaa reaktorissa. Yli 90 % typenpoisto edellytti myös pidempää viipymäaikaa (noin kaksinkertainen perinteiseen prosessiin verrattuna). Tutkimuksessa päästiin parhaimmillaan jopa 95 % typenpoistumaan operoimalla laitteistoa pienellä typpikuormalla (0,1 kg/vrk) ja alhaisemmalla lietepitoisuudella (10 g/L). Typpikuorman noustessa (0,3 kg/vrk) typenpoistoteho laski. Tätä onnistuttiin parantamaan (yli 90 %) nostamalla biomassan määrää reaktorissa (15 g/L). Hyvän typenpoiston saavuttaminen edellytti myös suurempaa metanolin ja hapen syöttöä. This master’s thesis was done to Vihti municipality wastewater treatment plant. The aim was to improve the removal of nitrogen from municipal wastewaters by membrane bioreactor (MBR). The MBR process combines traditional active sludge process and membrane filtration. The aim was to reach over 95 % nitrogen removal.
In the beginning of the process nitrogen removal was over 80 % when the MBR pilot plant was operated with the same parameters than the conventional active sludge process. Nitrogen removal was successfully improved by circulating high amount (1600 L/h) of nitrate sludge from nitrification stage to the beginning of the process and by raising the amount of active biomass in the reactor. A higher hydraulic retention time (almost twice as long as with conventional process) was needed to obtain over 90 % nitrogen removal. Over 95 % removal was conducted by operating the device with a low nitrogen load (0,1 kg/d) and sludge content (10 g/L). Over 90 % removal was obtained by increasing the sludge content (15 g/L) and with higher nitrogen load (0,3 kg/d). The higher amount of biomass led to a higher oxygen and methanol consumption.
Aluksi typenpoisto oli yli 80 %, kun pilot-mittakaavan MBR-laitosta operoitiin perinteisen prosessin parametrein. Typenpoistoa onnistuttiin tehostamaan nostamalla nitraattipitoisen palautuslietteen kierrätystä prosessin alkupäähän (1600 L/h) ja lisäämällä aktiivista biomassaa reaktorissa. Yli 90 % typenpoisto edellytti myös pidempää viipymäaikaa (noin kaksinkertainen perinteiseen prosessiin verrattuna). Tutkimuksessa päästiin parhaimmillaan jopa 95 % typenpoistumaan operoimalla laitteistoa pienellä typpikuormalla (0,1 kg/vrk) ja alhaisemmalla lietepitoisuudella (10 g/L). Typpikuorman noustessa (0,3 kg/vrk) typenpoistoteho laski. Tätä onnistuttiin parantamaan (yli 90 %) nostamalla biomassan määrää reaktorissa (15 g/L). Hyvän typenpoiston saavuttaminen edellytti myös suurempaa metanolin ja hapen syöttöä.
In the beginning of the process nitrogen removal was over 80 % when the MBR pilot plant was operated with the same parameters than the conventional active sludge process. Nitrogen removal was successfully improved by circulating high amount (1600 L/h) of nitrate sludge from nitrification stage to the beginning of the process and by raising the amount of active biomass in the reactor. A higher hydraulic retention time (almost twice as long as with conventional process) was needed to obtain over 90 % nitrogen removal. Over 95 % removal was conducted by operating the device with a low nitrogen load (0,1 kg/d) and sludge content (10 g/L). Over 90 % removal was obtained by increasing the sludge content (15 g/L) and with higher nitrogen load (0,3 kg/d). The higher amount of biomass led to a higher oxygen and methanol consumption.