Flotaation soveltuvuus kaatopaikan suotovesille

Abstract

Tämä insinöörityö toimi esitutkimuksena Ekokympin Majasaaren uutta flotaatioyksikköä varten. Työn tarkoituksena oli selvittää flotaation soveltuvuutta kaatopaikan suotovesille. Laitteisto saatiin Lassila & Tikanojalta sekä Kajaanin alueen eri liikkeistä. Tilat puolestaan saatiin Kajaanin Ammattikorkeakoululta, josta saatiin myös apua laitteiston kasaamiseen.

Työssä tutkittiin ensin yhden kemikaalin vaikutusta flotaatioon. Kun ensimmäisestä kemikaalista oli löydetty toimiva pitoisuus, aloitettiin kaksikierroksinen flotaatio, jossa ensimmäisestä flotaatiosta ulos tullut vesi käsiteltiin uudelleen toisella kemikaalilla. Tässä tutkimuksessa ensimmäinen kemikaali oli PAX- XL 100 eli polyalumiinikloridi ja toisena kemikaalina oli ferrisulfaattipohjainen KEMIRA PIX-105. Lisäksi tutkimuksissa testattiin ferrosulfaatin lähtöveteen lisäämisen vaikutusta flotaatioon sekä PAX:n toimivuutta pienillä pitoisuuksilla.

Kemikaalien toimivuutta todennettiin mittaamalla flotaatioon tulevan ja sieltä lähtevän veden ainepitoisuuksia. Mitattavia pitoisuuksia olivat muun muassa COD (Chemical Oxygen Demand) eli kemiallinen hapenkulutus, BOD (Biological Oxygen Demand) eli biologinen hapenkulutus, kiintoaine sekä alumiini. Lisäksi pH, Redox-potentiaali sekä flotaatiossa muodostunut vaahto mitattiin ennen näytteiden lähettämistä laboratorioon. Kaikki mittaukset teetettiin Savo-Karjalan Ympäristötutkimus Oy:llä.

Saaduista tuloksista havaittiin, että PAX toimii parhaiten isommilla pitoisuuksilla. Esimerkiksi BOD-poistossa päästiin noin 50 prosenttiin. Kuitenkin veden alumiinipitoisuus kasvoi suuresti. Alumiinia saatiin poistettua toisen kemikaalin, PIX:n, flotaatiolla ja kun lähtöveteen oli lisätty ferrosulfaattia. PIX:n todettiin tuovan jonkin verran lisätehoa flotaatioon, mutta esimerkiksi laitteiston puutteiden vuoksi se jäi melko pieneksi. Tuloksista voitiin kuitenkin arvioida, että kunnon laitteistolla PIX antaa parempia tuloksia.

This thesis was made for Ekokymppi. It acted as a preliminary study for Ekokymppi’s new flotation unit at Majasaari. The purpose of the study was to find out how suitable flotation is for landfill waters, and how well different chemicals would suit the process. The equipment needed was mostly provided by Lassila & Tikanoja, and the rest were bought from different stores located in Kajaani. The research was done at Kajaani University of Applied Sciences, from which the help for assembling the equipment was also provided.

In the research only one chemical was tested at first. The chemical was added to the ingoing water just before the actual flotation. When a suitable concentration of the first chemical was found, a second round of flotation was started. Here the water coming out of the first flotation was processed again with the second chemical. In this study the first chemical was PAX-XL 100 (polyaluminium chloride), and the second chemical was KEMIRA PIX-105, which is mostly ferric sulphate. In addition, the effect of adding ferrous sulphate into the water well before flotation was tested, as well as the functionality of PAX when added at low concentrations.

The suitability of chemicals was determined with a set of laboratory analyses. These analyses included BOD (Biological Oxygen Demand), COD (Chemical Oxygen Demand), the amount of solids and aluminium, to name a few. All the analyses were done by Environmental research of Savo-Karjala Ltd, but some preliminary measurements were done before sending the water samples to the laboratory. These were pH- and Redox-potential-measurements and the measurement of the amount of foam collected from the flotation.

From the results it was concluded that PAX works best with a higher concentration; for example, the removal of BOD was then around 50 %. Unfortunately, the amount of aluminium within water rose. It was reduced with PIX and ferrous sulphate. The results with PIX were rather low, but with better equipment PIX should, however, work well.