Ilmastustornin mitoitusohjeen laadinta
Hausmann, Alessia (2022)
2022
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022091220072
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022091220072
Tiivistelmä
Tämän insinöörityön tavoitteena oli luoda ilmastustornin mitoitusta varten laskentatyökalu ja ohje AFRY Finland Oy:n vesihuollon osaston prosessisuunnitteluyksikölle. Työ suoritettiin kirjallisuuskatsauksena. Työssä keskityttiin puhdasvesilaitoksille suunniteltaviin ilmastustorneihin ja niiden haitta-aineiden poistoon, mitä etenkin pohjavesissä voi esiintyä.
Ilmastustorneja käytetään vesilaitoksilla parantamaan käsiteltävän veden laatua. Pohjavedet ovat usein happamia johtuen liiallisesta hiilidioksidipitoisuudesta ja ne voivat sisältää lisäksi radonia, rautaa, mangaania ja erilaisia haihtuvia orgaanisia yhdisteitä. Näitä yhdisteitä voidaan poistaa vedestä ilman avulla hyödyntämällä aineensiirtoa neste- ja kaasufaasien välillä, ja ilmassa oleva happi hapettaa rauta- ja mangaaniyhdisteet liukenemattomaan muotoon, jolloin ne voidaan poistaa puhdistusprosessin seuraavissa vaiheissa.
Työssä tarkasteltiin muun muassa ilmastustornin yleistä rakennetta, torneissa käytettäviä täytekappaleita ja teoriaa kaasun siirtymisestä nesteessä ja sen fysikaalis-kemiallisia seurauksia veden laadulle. Mitoitusesimerkkinä käytettiin poistettavan aineen osalta hiilidioksidia.
Työn lopputuloksena saatiin laskettua tarvittava ilma-vesisuhde tarpeellisen hiilidioksidimäärän poistoa varten, tornin pinta-ala ja halkaisija, tornin täytekappalekorkeus ja erilaisia mitoitukseen käytettäviä aineensiirtokertoimia.
Syntyneellä Excel-pohjaisella työkalulla voidaan jatkossa mitoittaa ilmastustorneja eri haitta-aineiden poistoa varten syöttämällä tarvittavat ainekohtaiset lähtötiedot.
Ilmastustorneja käytetään vesilaitoksilla parantamaan käsiteltävän veden laatua. Pohjavedet ovat usein happamia johtuen liiallisesta hiilidioksidipitoisuudesta ja ne voivat sisältää lisäksi radonia, rautaa, mangaania ja erilaisia haihtuvia orgaanisia yhdisteitä. Näitä yhdisteitä voidaan poistaa vedestä ilman avulla hyödyntämällä aineensiirtoa neste- ja kaasufaasien välillä, ja ilmassa oleva happi hapettaa rauta- ja mangaaniyhdisteet liukenemattomaan muotoon, jolloin ne voidaan poistaa puhdistusprosessin seuraavissa vaiheissa.
Työssä tarkasteltiin muun muassa ilmastustornin yleistä rakennetta, torneissa käytettäviä täytekappaleita ja teoriaa kaasun siirtymisestä nesteessä ja sen fysikaalis-kemiallisia seurauksia veden laadulle. Mitoitusesimerkkinä käytettiin poistettavan aineen osalta hiilidioksidia.
Työn lopputuloksena saatiin laskettua tarvittava ilma-vesisuhde tarpeellisen hiilidioksidimäärän poistoa varten, tornin pinta-ala ja halkaisija, tornin täytekappalekorkeus ja erilaisia mitoitukseen käytettäviä aineensiirtokertoimia.
Syntyneellä Excel-pohjaisella työkalulla voidaan jatkossa mitoittaa ilmastustorneja eri haitta-aineiden poistoa varten syöttämällä tarvittavat ainekohtaiset lähtötiedot.