Biologisen jätevedenpuhdistuksen ilmastuksen tehostaminen

Abstract

Työssä tutkittiin, mikä on kustannustehokkain tapa lisätä ilmastuskapasiteettia ja selvitettiin, saostaako vesilaitokselta flotaatioaltaasta poistettava ferrisulfaattisakka jäteveden fosforia esiselkeyttimessä.

Työssä määritettiin teoreettinen hapentarve ilmastusaltaassa maksimikuormituksen aikana ja hapensiirtonopeus jäteveteen olemassa olevalla laitteistolla. Hapensiirtonopeuden funktion korjauskertoimet  ja  sekä kokonaishapensiirtokerroin määritettiin laboratorio-olosuhteissa. Lisäksi laskettiin kuinka paljon nykyisten ilmastimien kautta saadaan happea jäteveteen liukenemaan ja verrattiin tätä lukua teoreettiseen hapentarpeeseen. Jälkimmäistä menettelytapaa käyttäen arvioitiin lisähapen tarve. Tulokseksi saatiin, että maksimi BOD-kuormituksen aikana happea tarvitsee saada jäteveteen liuotettua 5200 m³/d lisää.

Ilmastuskapasiteetin lisäyksen kustannuslaskelmassa verrattiin neljää vaihtoehtoa: puhdasta happea liuotettuna happimattojen kautta tai OKI-ilmastimen kautta, onsite-happilaitoksen puhdasta happea liuotettuna OKI-ilmastimen kautta tai ilman happea liuotettuna jäteveteen EDI-ilmastimien kautta. Laskelmat osoittivat uusien EDI-ilmastimien hankinnan olevan edullisin vaihtoehto pitkällä aikavälillä. Vaikka EDI-ilmastimien investointikustannukset ovat korkeat, tulevat ne käyttökustannuksiltaan kaikkein edullisimmaksi.

Vesilaitokselta tulevan rautasuolasakan fosforia saostavaa vaikutusta tutkittiin laboratoriossa astiakokein. Näytteet otettiin vesilaitokselta jätevesilaitokselle menevästä rautasuolasakasta sekä esiselkeyttimen kirkasteesta. Näitä eri suhteissa keskenään sekoittamalla saatiin selville, että rautasuolasakka ja sakan mukana tuleva reagoimaton rautasuola saostavat liukoista ja kokonaisfosforia esiselkeytyksessä.

The aim of this thesis was to examine the most efficient method to increase the aeration capacity in the wastewater treatment and find out if iron sulphate used in raw water treatment precipitates with phosphorus.

The aim of the laboratory scale test-runs was to find out the theoretical oxygen demand during maximum BOD-load from the mills and to find the oxygen transfer rate into the wastewater. The correction factors  and  for Henry coefficient and mass-transfer coefficient were determined based on the laboratory scale oxidation test-runs. It was also calculated how much oxygen is transferred into the wastewater with aeration capacity nowadays and this calculation was compared with the theoretical oxygen demand. The conclusion was that 5200 m3 more oxygen transfered into the wastewater is needed per day during the maximum BOD-load.

Costs of additional aeration capacity were estimated comparing four choices: pure oxygen transferred through oxygen mattresses or OKI-aerator, on-site produced pure oxygen transferred through OKI-aerator or compressed air transferred through EDI-aerators. The calculation showed that capital cost of new EDI-aerators is the highest, but the cost of operation of EDI-aerators is the cheapest. The cheapest choice in the long run is to invest in additional EDI-aerators.

Effect of iron sulphate from the raw water treatment plant to wastewater treatment was examined in pot experiments in laboratory scale. Samples were collected from the raw water treatment plant’s flotation basin’s overflow and from the wastewater treatment plant’s primary clarification basin’s overflow. The samples were mixed in different proportions. The result was that iron sulphate reacts with soluble and total phosphorus forming flocks.