A study of a membrane bioreactor (MBR) process for landfill leachate treatment

Abstract

Wastewater treatment in Finland started in the early 20th century, when the number of water closets increased in the sewerage network of Helsinki and contaminated water caused health and hygiene problems. Landfill leachates have been treated even for a shorter time period, since the legislation regarding them has been inadequate until the 1990s. Over time, tightened legislation has required new innovative solutions from the wastewater treatment in order to meet the stricter requirements for treated wastewater and leachates.

This Bachelor’s thesis was done for ArtasFin Oy, a company specialised in designing, manu-facturing and installing environmental protection technology such as wastewater treatment plants. The purpose of this case study was to analyse the feasibility of the membrane biore-actor (MBR) process for removing nitrogen, phosphorus and organic matter from landfill leachates in the landfill of Kuopio Waste Centre.

The theory includes background information about the leachate treatment and membrane bioreactor process. Research part includes analysing of the samples taken from the leacha-tes of the landfill of Kuopio Waste Centre, before and after the treatment. In addition, envi-ronmental law and regulations in Finland were studied, as well as the conditions and terms of the current environmental permit of Kuopio Waste Centre.

The results and outcomes of the study may be used to design a new wastewater treatment plant for landfill leachates and evaluate the efficiency of the methods used during the piloting period. Further study may be carried out in the future in order to optimize the design of the new wastewater treatment plant even further.

Jätevesien puhdistus on Suomessa alkoi 1900-luvun alussa WC:iden määrän lisäännyttyä Helsingin viemäriverkostossa ja saastuneen veden jouduttua vesistöihin aiheuttaen terveydellisiä ja hygieenisiä haittoja. Kaatopaikkojen suotovesiä on puhdistettu tätäkin lyhyemmän aikaa, sillä lainsäädäntö on ollut sen suhteen vajavainen aina 1990-luvulle asti. Ajan kuluessa kiristynyt lainsäädäntö on kuitenkin vaatinut jätevedenpuhdistukselta uusia innovatiivisia ratkaisuja, jotta tiukentuneet vaatimukset puhdistetun jäteveden ja suotoveden laadulle täyttyisivät.

Tämä insinöörityö tehtiin ArtasFin Oy:lle, joka on erikoistunut suunnittelmaan, valmistamaan sekä asentamaan ympäristönsuojeluteknologiaa kuten jätevedenpuhdistuslaitoksia. Opinnäytetyön tarkoituksena oli analysoida kalvobioreaktoriprosessin (MBR) soveltuvuutta typen, fosforin ja orgaanisen aineen poistamiseksi kaatopaikkojen suotovesistä Kuopion jätekeskuksen kaatopaikalla.

Kirjallisuusosuudessa tarkasteltiin suotovesien puhdistusta sekä kalvobioreaktoriprosessia. Tutkimusosassa analysoitiin Kuopion jätekeskuksen kaatopaikan suotovesien laatua ennen ja jälkeen jätevedenkäsittelyn. Lisäksi työssä tarkasteltiin Suomen ympäristölainsäädäntöä sekä Kuopion kaatopaikan nykyisen ympäristöluvan ehtoja.

Opinnäytetyön tulokset vahvistavat, että kalvobioreaktoriprosessi soveltuu kaatopaikkojen suotovesien puhdistukseen. Hyviä tuloksia saatiin erityisesti orgaanisen aineen ja typen poistossa. Opinnäytetyön tuloksia voidaan käyttää uuden jätevedenpuhdistamon suunnitteluun suotovesien puhdistuksen osalta ja arvioida pilotissa käytettyjen menetelmien tehokkuutta. Lisätutkimuksia voidaan jatkossa suorittaa, jotta uuden laitoksen mitoittaminen saataisiin suotovesille entistä optimaalisimmaksi.