Yhdyskuntajäteveden haitallisten aineiden poistomahdollisuudet hapetusmenetelmillä : koeajosuunnitelma Turun seudun puhdistamo Oy:lle

Abstract

Tämän opinnäytetyön tarkoituksena oli kartoittaa hapetusmenetelmiä, joita käytetään jätevesien haitallisten aineiden poistamiseen sekä suunnitella hapetusmenetelmiä hyödyntävä koeajo Turun seudun puhdistamo Oy:lle. Perinteinen jätevedenpuhdistusprosessi ei kykene poistamaan kaikkia jäteveden sisältämiä haitallisia aineita. Osa jäteveteen jäävistä haitallisista aineista päätyy vastaanottavaan vesistöön ja osa kertyy jätevedestä erotettavaan lietteeseen. Lietteestä valmistetaan maanparannusainetta, mutta sen sisältämät haitalliset aineet vähentävät lieteen hyötykäyttöä ja markkina-arvoa. Puhdistamolietettä syntyy Suomessa vuosittain arviolta miljoonan tonnin verran.

Opinnäytetyössä tehtiin kirjallisuuskatsaus hapetusmenetelmiin ja otsonilla tehtyihin koeajoihin. Koeajosuunnitelma tehtiin otsonoinnille ja Pulsed Corona Discharge -menetelmälle. Pulsed Corona Discharge -menetelmässä synnytetään hydroksyyliradikaaleja lyhyiden sähköpurkausten avulla. Menetelmässä syntyy myös otsonia. Otsoni ja hydroksyyliradikaalit ovat vahvoja hapettimia, joiden avulla voidaan hajottaa vaikeasti hajoavia haitallisia yhdisteitä. Otsoni hapettaa selektiivisesti erityisesti tyydyttymättömiä sidoksia toisin kuin hydroksyyliradikaalit, jotka eivät ole selektiivisiä vaan hapettavat kaikkia orgaanisia yhdisteitä.

Koeajosuunnitelmaa tehdessä oltiin yhteydessä pilot-laitteistoja toimittaviin yrityksiin. Opinnäytetyö tehtiin yhteistyössä Turun seudun puhdistamo Oy:n kanssa, ja työn toimeksiantajana toimi Laki ja Vesi Oy. Koeajosuunnitelman toteuttamiselle haetaan rahoitusta.

The objective of this thesis was to look into different advanced oxidation processes and make a scheme for a small-scale pilot test run for the Kakola wastewater treatment plant. The conventional wastewater treatment process, which is a combination of mechanical, chemical and biological treatment, is not capable of removing all of the harmful substances within the wastewater. Part of the harmful substances ends up into the receiving watershed and part into the sludge that is separated from the wastewater. Sludge is often used to make soil enrichment products. Harmful substances within the sludge deteriorates its quality and weakens the market value. In Finland around one million tons of sludge forms annually.

This thesis contains a literature review to some of the conducted studies and pilot runs conducted by ozonization. The scheme for a test run was made for ozonization and Pulsed Corona Discharge method. In Pulsed Corona Discharge -method hydroxyl radicals are produced by high voltage pulses. Ozone and hydroxyl radicals are strong oxidants, which are able to degrade recalcitrant and toxic substances. Ozone reacts selectively, oxidizing especially unsaturated bonds. Hydroxyl radicals are non-selective oxidizing all organic compounds.

Some companies that supply pilot equipment for ozonization or Pulsed Corona Discharge process were contacted for consultation. The thesis was conducted in cooperation with Kakola wastewater treatment plant and the commissioner of the work was Law and Water Ltd. The thesis is used to apply for funding for pilot testing.