Pohjavesilaitoksen flotaation, mangaaninpoiston ja nitrifikaation tehostaminen

Abstract

Tämä opinnäytetyö tehtiin Lappavesi Oy:n toimeksiantona pohjavesilaitoksen vedenkäsittelyprosessin tehostamiseksi. Kauhavan kaupungilta vuokrattu vanha vedenottamo, Nahkala, saneerattiin varalaitokseksi, ja työt valmistuivat vuonna 2013. Modernin vesilaitoksen tehtävänä on varmistaa Kauhavan keskusta-alueen talousvedensaanti poikkeustilanteissa. Opinnäytteeseen sisältyy kolme kehityskohdetta. Ensimmäisessä osassa keskitytään flotaatioselkeytykseen ja sen optimointiin. Työn toisessa vaiheessa perehdytään mangaaninpoistoon ja pyritään löytämään laitokselle soveltuvin poistomenetelmä. Kolmas päämäärä on biologisen typenpoiston eli nitrifikaation tehostaminen. Nahkalan pohjavesi sisältää runsaasti rautaa, mangaania ja ammoniumtyppeä. Rauta saatiin poistumaan raakavedestä polymeerillä tehostetun flotaation avulla. Mangaani pidättyi suodattimille kemiallisen hapettimen, kaliumpermanganaatin, avulla. Ammoniumtypen poistamiseksi valittu nitrifikaatio ei käynnistynyt riittävästä alkaliteetista ja happipitoisuudesta huolimatta. Nitrifikaatiota yritettiin tehostaa nitrifioivan laitoksen huuhtelueffluentilla ja lisäämällä veteen mikrobeille käyttökelpoista fosforia. Fosforilla saattoi olla suotuisa vaikutus, mutta varmuutta tähän ei koejakson aikana saatu.

This thesis was made as a commission for Lappavesi Oy to improve the performance of groundwater treatment process. The former water plant Nahkala, rented from the city of Kauhava, was renovated for reserve capacity purposes and was completed in 2013. As a modern auxiliary waterworks, its task is to ensure the supply of drinking water in exceptional circumstances in the center area of Kauhava. The thesis includes three development stages. The first stage focuses on clarification by flotation and its optimization. The second stage focuses on manganese removal and aims to find the most appropriate removing method for the plant. The third aim is to improve the biological nitrogen removal, in other words nitrification. The groundwater of Nahkala contains a lot of iron, manganese and ammonium nitrogen. Various methods to remove these from the drinking water were studied during the thesis. Iron was removed from the raw water by flotation using an organic polymer as a coagulant aid. Manganese was removed and filtered by using a chemical oxidant, potassium permanganate. The removal of ammonium by nitrification did not start despite of high enough alkalinity and dissolved oxygen concentration. There was an attempt to improve the nitrification by using an effluent from nitrifying plant and increasing the concentration of microbially available phosphorus in the water. The added phosphorus may have had a beneficial effect, but this was not confirmed during the experimental period.