Market research of wastewater treatment unit : Raita Environment domestic biofilter project

Abstract

This thesis was done for Raita Environment to evaluate market and performance of a new prototype wastewater treatment unit for areas of dispersed settlement. This prototype, dubbed domestic biofilter, can utilize old concreate septic tanks as pre-treatment. The market research was done to gain information about market size and to list potential competition. Legislation concerning wastewater treatment was important to explain, as it controls both markets and purification levels. Performance evaluation was done by field measurements using a portable colorimeter and three water laboratory analyses together with Valonia. Field measurements allowed quick response to changes and were also compared to water laboratory measurements.

Competition is fierce in the market and several companies have their own options. Household wastewater treatment requirements are treated in two different legal documents; Environmental protection act 527/2014 and Governmental decree on treating domestic wastewaters 209/2011. Government of Juha Sipilä has stated intensions to clarify the legislation.

A domestic biofilter uses a well-established, but in Finland not widely used used trickling filter principle to treat wastewaters. A trickling filter works by spraying pre-treated wastewater on packaging material. Microorganisms grow on the packaging material and form a slime layer where biodegradation of organic substances happens.

Data from measurements were promising, although some nitrate field measurements failed and could not be used in comparisons. This could have been due to measurement errors or substance interfering with colorimeter reagents. According to Valonia statements, removal efficiency of biological substances and phosphorus great, fulfilling required levels in all three tests. Phosphorus levels also stayed well below limit values in the field measurements, demonstrating that Raita Environment’s biofilter substantially reduced nutrient loads to environment. The pH data further supported water laboratory measurement results that indicated biological activity in the prototype bioreactor. Nitrogen results showed that there is still potential to improve the treatment in terms of ammonia nitrogen. All in all, according to the data produced the prototype demonstrated good results in a relatively short timeframe

Tämä insinöörityö tehtiin Raita Environmentille, jotta yritys saisi tietoa uuden haja-asutusalueiden jätevesiyksikön markkinoista ja puhdistustuloksista. Prototyyppiyksikkö nimeltään Domestic Biofilter voi käyttää vanhoja saostuskaivoja hyödyksi esikäsittelynä. Markkinatutkimus käsitteli markkinoiden kokoa ja listasi mahdollisia kilpailevia tuotteita. Jätevesilainsäädäntöä on käyty työssä läpi, sillä se vaikuttaa olennaisesti markkinoiden kokoon ja mahdollisten asiakkaiden määrään. Puhdistustuloksia analysoitiin kannettavalla kolorimetrillä tehtyjen kenttämittausten, sekä kolmen laboratoriomittauksen kautta. Kenttämittauksilla pystyttiin reagoimaan nopeasti muutoksiin ja niitä verrattiin laboratoriotuloksiin. Kilpailu jätevesimarkkinoilla on kovaa ja monella yrityksellä on omat ratkaisunsa. Puhdistusvaatimuksia haja-asutusalueille on käsitelty kahdessa eri oikeudellisessa asiakirjassa; ympäristönsuojelulaissa 527/2014 ja valtioneuvoston asetuksessa 209/2011. Juha Sipilän hallitus on ilmoittanut aikeista yksinkertaistaa lainsäädäntöä. Domestic Biofilter käyttää hyvin todennettua, mutta Suomessa harvinaisempaa trickling filter – menetelmää. Puhdistusteho perustuu mikrobitoimintaan puhdistusmateriaalissa, johon esikäsiteltyä jätevettä ruiskutetaan. Tulokset mittauksista olivat lupaavia, vaikkakin osa kenttänitraattimittauksista epäonnistui. Tämä on voinut johtua esimerkiksi häiritsevistä yhdisteistä tai mittausvirheestä. Valonian mukaan biologisen hapenkulutuksen ja fosforin poistotulokset läpäisivät vaatimukset kaikissa kolmessa laboratorionäytteessä. Fosfori-arvot pysyivät myös alle vaatimusten kenttäkokeissa, joten domestic biofilter prototyyppi näyttäisi vähentäneen ravinnekuormaa ympäristöön merkittävästi. Ph mittaukset tukivat muita mittauksia indikoiden biologista toimintaa tämän bioreaktorin prototyypissä. Typpimittauksten perusteella reaktorin puhdistustehoa ammoniumtypen osalta voisi olla mahdollista nostaa. Kokonaisuudessaan domestic biofilter näytti toimivan hyvin lyhyen testausajanjakson aikana tuotetun datan perusteella.