Jäteveden väkevöinti kalvosuodatusmenetelmin
Trei, Lauri (2022)
Trei, Lauri
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-2022101221160
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022101221160
Tiivistelmä
Insinöörityön aiheena oli kalvosuodatuksen soveltuvuuden arvioiminen pilottitestein IFF:n Jämsänkosken tehtaalla ultrafiltraatiosta syntyvälle permeaatille nykyisen jätevedenkäsittelyn vaihtoehdoksi. Käytännössä UF:n permeaatti on ravinnerikasta jätevettä. Poikkeustilanteissa tällä hetkellä permeaatin konsentrointiin käytetään vanhaa haihdutinta ja sen tilalle halutaan luotettavampi ja energiatehokkaampi vaihtoehto. Työn tavoitteena oli mitoittaa mahdollinen kalvosuodatuslaitteisto ja arvioida sen kustannuksia. Työssä lähdettiin liikkeelle tutustumalla kalvosuodatustekniikoiden teoriaan ja niiden tietojen pohjalta suunniteltiin LabStak-laboratoriolaitteella suoritettavia suodatuskokeita. Suodatuskokeiden perusteella arvioidaan NF- (nanofiltraatio) ja RO-kalvojen (reverse osmosis, käänteisosmoosi) soveltuvuus UF-permeaatin (ultrafiltraatio) käsittelyyn. Jos kalvot soveltuvat permeaatin käsittelyyn, niin suunnitellaan saantoajojen tulosten perusteella kalvosuodatuslaitteisto. Laitteiston tavoitteena on konsentroida UF-permeaattia, jolloin käsittely- ja kuljetuskustannukset pienenevät huomattavasti. Suodatuksesta syntyvän permeaatin ravintoainepitoisuudet pitää saada pidettyä hallinnassa. Lisäksi RO:lla olisi mahdollista kierrättää syntyvää permeaattia, koska se poistaisi vedestä noin 99 % kaikista aineista. Suodatuskokeidentulosten perusteella laadittiin erilaisia suodatuslaitteistovaihtoehtoja ja niitä simuloitiin kokeiden avulla saadun kuiva-aineen ja permeabiliteettitiedon mukaan. Laitevaihtoehdoille laskettiin korkeapainepumpun ja kierrätyspumppujen mitoitustehot. Niistä saatiin sähkönkulutus ja sitä kautta yksi käyttökustannusten osa. Energiankulutus on kalvosuodatuksessa yksi isoimmista käyttökustannuksista. Laitteistolle tehtiin vielä kustannusarvio.