Raskasmetallipitoisten jätevesien käsittelyvaihtoehtojen vertailu

Abstract

Opinnäytetyössä kartoitettiin mahdollista korvaajaa nykyiselle Gemalto Oy:n pintakäsittelylaitoksen jätevedenpuhdistusprosessille. Tällä hetkellä käytössä on perinteinen kemiallisfysikaalinen menetelmä. Vaihtoehtoisia menetelmiä, joita tässä työssä käytiin läpi, olivat Heavy Regulator -saostus ja haihdutus. Näiden lisäksi siirtymistä nykyisestä jatkuvatoimisesta käsittelytavasta panostoimiseen käsittelyyn arvioitiin.

Kriteerit joiden perusteella menetelmien soveltuvuutta arvioitiin, olivat yrityksen puolelta kustannukset, prosessin helppohoitoisuus ja varmatoimisuus, sekä sen vaatima tila. Lisäksi arvioitiin menetelmien ympäristövaikutuksia ja sitä kuinka eri menetelmät saavuttavat viranomaisen asettamat kriteerit viemäriin laskettavalle jätevedelle.

Nykyinen jätevesienkäsittelymenetelmä perustuu raskasmetallien saostamiseen hydroksideina, minkä jälkeen ne flokkauksessa yhdistetään isommiksi partikkeleiksi. Vesi ja kiintoaines erotetaan lamelliselkeyttimessä, josta vesi kulkeutuu hiekkasuodattimelle ja lopuksi ioninvaihtimen kautta viemäriin. Kiintoaines kuivatetaan vielä kammiosuotopuristimessa, jonka jälkeen se kuljetetaan ongelmajätelaitokselle.

Heavy Regulator -menetelmässä erona nykyiseen on erilainen saostuskemikaali, joka tehostaa hydroksidisaostusta ja poistaa myös komplekseihin sitoutuneet raskasmetallit. Tällöin myös sakkaa syntyy vähemmän, eikä prosessissa ole tarvetta viimeistelykäsittelyille eli hiekkasuodatukselle ja ioninvaihtimelle. Sekä Heavy Regulator menetelmä, että nykyinen menetelmä soveltuivat hyvin myös panoskäsittelyyn.

Haihdutus eroaa kahdesta muusta esitellystä menetelmästä suuresti. Siinä jätevesi kuumennetaan höyryksi, jonka jälkeen vesihöyry ja haihtumattomat komponentit kuten raskasmetallit erotetaan. Työssä selvitettiin erään valmistajan haihduttimen ominaisuuksia ja kustannuksia. Kyseinen laite oli alipainehaihdutin.

Puhdistustehokkuudeltaan kaksi vaihtoehtoista menetelmää olivat parempia kuin nykyinen. Molempien kustannukset olivat kuitenkin suuremmat.

In this thesis the possible replacement for present wastewater treatment system for Gemalto Oy’s surface treatment process’ wastewaters was found out. The process used now is traditional chemical-physical treatment method. Possible options were Heavy Regulator precipitation and evaporation. Transfer from continuous to batch system was also considered.

The criteria for evaluation of different methods given by the customer company were process’ manageability and reliability, expenses, and the space needed for the system. Effects on environment and how well these different systems could meet the requirements given to the quality of wastewater were also evaluated.

The present system for treating wastewaters is based on precipitation of heavy metals as hydroxides. These metal hydroxides are then flocculated into larger particles and separated from clean water in lamella clarifier. As finishing treatment ion-exchange and sand filtration is added before sewerage. Sludge is dried in a chamber filter press and taken to a problem waste treatment plant.

One option for the present system was so called Heavy Regulator precipitation. It is based on the same hydroxide precipitation principles, but the chemical used is different and the precipitation process is more efficient as it needs less chemical to precipitate same amount of heavy metals. It also improves removal of heavy metals bonded with complex-ions. In Heavy Regulator precipitation no final treatments are needed in the process, but they can be kept if so wished. Both the Heavy Regulator and the present system are also suitable for batch treatment.

The third process presented is evaporation, which differs considerably from two other systems as it is based on heat exchange and not on chemical or physical processes. There wastewater is heated to steam and non-volatile compounds, such as heavy metals, are separated. In this thesis, the features and costs for an evaporator from only one manufacturer was dealt with.

The efficiency of water treatment in the two alternative methods was better than that of the present system. However alternative methods are also more expensive.