Ammoniumin poisto strippausmenetelmällä

Abstract

Opinnäytetyön aiheena oli tutkia pilottikokeen avulla mahdollisuuksia poistaa ammoniumia Altia Oyj:n Koskenkorvan tehtaan vesilaitoksella valmistettavasta prosessivedestä. Tehtaan prosessivesi luokitellaan talousvedeksi, jonka ammoniumpitoisuuden ylärajaksi ovat valvontaviranomaiset asettaneet rajan 0,5 mg/l. Raakavetenä käytetään pohjavettä, joka puhdistetaan kemiallisesti rauta- ja mangaanipitoisuuksien alentamiseksi. Tehtaalle oli hankittu NATWAT Oy:n pilot-mittainen strippauslaitteisto, jossa kemiallisesti puhdistettua prosessivettä pumpattiin alipaineiseen strippausyksikköön, jossa vesi pisaroidaan, mikä edistää kaasujen, tässä tapauksessa ammoniakin, poistoa vedestä. Käsittely vaatii veden pH:n sekä lämpötilan nostamisen. Laitteistoa oli alunperin tarkoitus käyttää suurella alipaineella, mutta kokeen aikana selvisi, että korkea alipaine ei parantanut tuloksia, vaan vesi nousi patsaana säiliön sisään. Koeajot tehtiin 21.5 – 12.8.2011 välisenä aikana, jolloin raakaveden ammoniumpitoisuus vaihteli välillä 0,85 – 1,41 mg/l. Kokeellisten mittausten mukaan veden ammoniumpitoisuus laski tasolta 0,94 mg/l tasolle 0,43 mg/l , jolloin reduktioksi saatiin 45%. Loppupäätelmänä todetaan, että tutkittava strippauslaitteisto laskee jonkin verran ammoniumpitoisuutta. Kokeiden aikana raakaveden ammoniumpitoisuus vaihteli välillä 0,8- 1,4 mg/l. Ammonium kokeet osoittivat, että pitoisuus voidaan laskea vaaditulle tasolle, mutta edellytyksenä ovat äärimäiset prosessiolosuhteiden käyttö, esim. korkea pH-taso ja veden lämmitys. Nämä toimenpiteet nostaisivat prosessin käyttökustannuksia merkittävästi.

The purpose of this thesis was to study possibilities of ammonia removal with pilot experiment from process water at Altias Koskenkorva factory water plant. Process water used should fullfill quality criterias of household water set by Finnish food Standards Agency.Ammonium concentration should not exceed 0.5 mg/l. Raw water used in water plant is groundwater, which is chemically purified to reduce amounts of iron and manganese. NATWAT ltd pilot plant-scale stripper equipment was tested in this work. Process water, which was used in test, is chemically purified. Water pH was adjusted to the level of 11 prior to stripping unit. Originally the stripper was planned to keep under high vacuum. However, tests indicated that high vacuum actually didn’t improve removal of ammonia. Water was raised up inside the stripper due to high vacuum. The pilot experiment was carried out between 21.5 – 12.8.2011. In this time period ammonia concentration of the raw water varied between 0,9 – 1,4 mg/l. According to the experimental measurements ammonium concentration decreased from the level 0,9 mg/l down to the level 0,5 giving the reduction of about 45%. It is evident that ammonia concentration could be reduced down to accepted level by heating the water and raising the pH. Unfortunately these procedures would increase significantly process cost.