Kaksoissaostus tekopohjaveden valmistuksessa
Vittaniemi, Jussi (2016)
Vittaniemi, Jussi
Satakunnan ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201602262665
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201602262665
Tiivistelmä
Opinnäytetyön aihe oli kaksoissaostus tekopohjaveden valmistuksessa. Tarkoituksena oli tutkia, onko kaksoissaostus hyödyllinen menetelmä Harjakankaan tekopohjavesilaitoksella pienentämään imeytysaltaille veden mukana kulkeutuvista epäpuhtauksista syntyvää taakkaa.
Kaksoissaostus on kemiallinen vedenkäsittelymenetelmä, jossa puhdistettavaan veteen lisätään saostuskemikaalia kahteen otteeseen. Saostuskemikaalien käytöllä pyritään parantamaan veden epäpuhtauksien saostumista suuremmiksi partikkeleiksi, jotka pystytään poistamaan vedestä helpommin. Tyypillisesti veden epäpuhtaudet ovat suurikokoisia molekyylejä, joilla on negatiivinen varaus, joten ne hylkivät toisiaan. Saostuskemikaalit reagoivat veden ja edelleen epäpuhtauksien kanssa ja pienentävät niiden negatiivista pintavarausta mahdollistaen epäpuhtauksien saostumisen flokeiksi. Yleisimmin käytettyjä saostuskemikaaleja ovat ferrisulfaatti, alumiinisulfaatti ja polyalumiinikloridi.
Harjakankaan tekopohjavesilaitoksella on käytössä saostuskemikaalina polyalumiinikloridi, joten sitä käytettiin laboratoriokokeissa ja suuremman mittakaavan kokeissa Dynasand-hiekkasuodattimella. Lisäksi kokeita tehtiin käyttäen ferrisulfaattia saostuskemikaalina. Laboratoriokokeilla haettiin optimaalisia kemikaaliannostuksia suuremman mittakaavan kokeisiin. Laboratoriokokeet tehtiin vedellä, joka oli otettu prosessista selkeytyksen jälkeen ja ennen kuin vesi menee hiekkasuotimelle. Kummallakin saostuskemikaalilla tehdyistä kokeista huomattiin, että veden permanganaattilukua laski, mutta metalleja kulkeutui saostuskemikaalilisäyksen jälkeen suotimen läpi enemmän.
Suuremman mittakaavan kokeet tehtiin yhdellä Dynasand-hiekkasuotimella, joka oli koko ajan normaalissa toiminnassa. Saostuskemikaalit lisättiin veteen juuri ennen kuin vesi syötettiin hiekkasuotimeen. Suuremmassakin mittakaavassa suodosten analyysitukoksista pystyttiin näkemään, että permanganaattiluku laski kummallakin saostuskemikaalilla enemmän kuin pelkkä hiekkasuodin ilman kemikaalilisäystä tekee. Lasku oli jopa selkeästi enemmän kuin laboratoriotutkimuksissa, mutta metallit kulkeutuivat paremmin suodattimen läpi. Tutkimuksesta huomattiin, että kaksoissaostuksesta on hyötyä veden permanganaattiluvun alentamisessa, mutta vastakohtana on se miten paljon metallien kulkeutuminen suotimen läpi vaikuttaa veden laatuun. Tämä vaatisi laajempaa jatkotutkimusta, jossa kaikkien parametrien vaikutukset pystyttäisiin selvittämään.
Kaksoissaostus on kemiallinen vedenkäsittelymenetelmä, jossa puhdistettavaan veteen lisätään saostuskemikaalia kahteen otteeseen. Saostuskemikaalien käytöllä pyritään parantamaan veden epäpuhtauksien saostumista suuremmiksi partikkeleiksi, jotka pystytään poistamaan vedestä helpommin. Tyypillisesti veden epäpuhtaudet ovat suurikokoisia molekyylejä, joilla on negatiivinen varaus, joten ne hylkivät toisiaan. Saostuskemikaalit reagoivat veden ja edelleen epäpuhtauksien kanssa ja pienentävät niiden negatiivista pintavarausta mahdollistaen epäpuhtauksien saostumisen flokeiksi. Yleisimmin käytettyjä saostuskemikaaleja ovat ferrisulfaatti, alumiinisulfaatti ja polyalumiinikloridi.
Harjakankaan tekopohjavesilaitoksella on käytössä saostuskemikaalina polyalumiinikloridi, joten sitä käytettiin laboratoriokokeissa ja suuremman mittakaavan kokeissa Dynasand-hiekkasuodattimella. Lisäksi kokeita tehtiin käyttäen ferrisulfaattia saostuskemikaalina. Laboratoriokokeilla haettiin optimaalisia kemikaaliannostuksia suuremman mittakaavan kokeisiin. Laboratoriokokeet tehtiin vedellä, joka oli otettu prosessista selkeytyksen jälkeen ja ennen kuin vesi menee hiekkasuotimelle. Kummallakin saostuskemikaalilla tehdyistä kokeista huomattiin, että veden permanganaattilukua laski, mutta metalleja kulkeutui saostuskemikaalilisäyksen jälkeen suotimen läpi enemmän.
Suuremman mittakaavan kokeet tehtiin yhdellä Dynasand-hiekkasuotimella, joka oli koko ajan normaalissa toiminnassa. Saostuskemikaalit lisättiin veteen juuri ennen kuin vesi syötettiin hiekkasuotimeen. Suuremmassakin mittakaavassa suodosten analyysitukoksista pystyttiin näkemään, että permanganaattiluku laski kummallakin saostuskemikaalilla enemmän kuin pelkkä hiekkasuodin ilman kemikaalilisäystä tekee. Lasku oli jopa selkeästi enemmän kuin laboratoriotutkimuksissa, mutta metallit kulkeutuivat paremmin suodattimen läpi. Tutkimuksesta huomattiin, että kaksoissaostuksesta on hyötyä veden permanganaattiluvun alentamisessa, mutta vastakohtana on se miten paljon metallien kulkeutuminen suotimen läpi vaikuttaa veden laatuun. Tämä vaatisi laajempaa jatkotutkimusta, jossa kaikkien parametrien vaikutukset pystyttäisiin selvittämään.