Suodatus esikäsittelymenetelmänä kotitalousjäteveden konttipuhdistamossa

Abstract

Opinnäytetyön tavoitteena oli selvittää suodatuksen mahdollisuudet toimia esikäsittelymenetelmänä kotitalousjäteveden konttipuhdistamossa. Työn keskeinen tarkoitus oli kokeellisesti tutkia, toimiiko Sofi Filter SF200 -mikrosuodatin esikäsittelynä yhdyskuntajäteveden puhdistuksessa pienen mittakaavan puhdistamossa sekä saada tietoa suodattimen likaantumisesta.

Sofi Filter SF200 -suodattimella tehtiin koeajoja ensin vesijohtovedellä, jotta saatiin vertailukäyrästöt jätevesiajoja varten ja valittua sopivat ajoparametrit jätevesisuodatuksiin. Vesiajot tehtiin 10 µm, 1 µm, 0,5 µm, 0,2 µm ja 0,10,2 µm suotimilla. Vesiajojen perusteella jätevesiajoihin valittiin 10 µm, 1 µm ja 0,5 µm suotimet. Jätevesiajot tehtiin Jyväskylän Nenäinniemeen tulevalla yhdyskuntajätevedellä.

Parhaiten jäteveden suodatuksessa toimivat 1 µm ja 10 µm suotimet. Näillä suotimilla saatiin parhaimmillaan 55 % jäteveden sisältämästä kiintoaineesta poistettua. Tiukemmalla 0,5 µm suotimella ei saatu jätevettä suodatettua, koska suodatin tukkeutui. Koagulaation ja flokkauksen avulla tehostettiin kiintoaineen poistumista, mutta silloin sekä 1 µm että 10 µm suotimet tukkeutuivat. Sofi Filter SF200:n itsepuhdistustoiminnot, paineilmapulssi ja ultraääni, eivät riittäneet suotimen puhtaana pitämiseen.

Kokeellisten suodatuksien perusteella suurin haaste Sofi-suodattimelle yhdyskuntajätevettä suodatettaessa oli likaantuminen. Tuloksena saatiin, että Sofi Filter SF200 ei tällaisenaan toimi esikäsittelynä kotitalousjäteveden konttipuhdistamossa. Suotimen itsepuhdistustoiminnot eivät toimineet riittävän hyvin jäteveden sisältämälle kuitumaiselle lialle. Koska Sofi Filter SF200 ei soveltunut esikäsittelyksi, tehtiin testiajot myös nauhasuodattimella. Nauhasuodattimella yhdessä flokkauksen kanssa saatiin jäteveden sisältämästä kiintoaineesta 93 % poistettua. Ajot osoittivat, että nauhasuodatin ja flokkaus yhdessä soveltuvat esikäsittelymenetelmäksi konttipuhdistamoon.

Konttipuhdistamosta tehtiin esipilotti Paraisten Norrbyn puhdistamolle. Konseptiin valittiin esikäsittelyksi nauhasuodatin, ja Sofi Filter SF200 valittiin kalkkisaostuksen ylitteen kirkastussuodattimeksi.

The purpose of this thesis was to determine the possibilities of filtration to work as a pretreatment method in the container purification plant of household wastewater. The main purpose of the work was to study experimentally whether it is possible to use a Sofi Filter SF200 microfilter as a pretreatment for household wastewater treatment in a small-scale purification plant and to obtain information about the fouling of the filter.

With the Sofi Filter SF200 test runs were first conducted with tap water to obtain information about how the filter works in the best situation. After that it was easier to observe how the filter elements work when filtering the wastewater and also choose suitable running parameters for the wastewater. The tap water runs were conducted with 10 μm, 1 μm, 0.5 μm, 0.2 μm and 0.1-0.2 μm filter elements. Based on the tap water runs the filter elements 10 μm, 1 μm and 0.5 μm were chosen for the wastewater runs. The wastewater runs were completed with the municipal wastewater of Nenäinniemi wastewater treatment plant in Jyväskylä.

The most efficient filtration of wastewater was with the filter elements 1 µm and 10 µm. With these filters 55 % of the suspended solids in the wastewater was removed. A filter with pore size of 0.5 µm did not filter any wastewater because the filter clogged. With coagulation and flocculation the removal of solids was enhanced but then both the 1 µm and 10 µm filters were clogged. The Sofi Filter SF200 self-cleaning functions, backpulse and ultrasound were not enough to keep the filter clean.

Based on experimental filtrations the greatest challenge for the Sofi filter when filtering household wastewater was fouling. The conclusion was that the Sofi Filter SF200 does not function as a pretreatment in the container purification plant of household wastewater because the wastewater contains fibers. The filter self-cleaning did not operate well enough for the fibrous flock. Because the Sofi filter SF200 was not suitable for pretreatment, the test runs were also conducted with a screen filter. With the screen filter and flocculation 93 % of the suspended solids contained in the wastewater was removed. The experimental filtrations demonstrated that the screen filter and flocculation together are suitable as a pretreatment method for the container purification plant.

A pre-pilot of the container purification plant was conducted at the Norrby wastewater treatment plant in Parainen. A screen filter was chosen as a pretreatment to the pre-pilot. The Sofi Filter SF200 was selected as a clarification filter of the lime precipitation.