HS-Veden Akaan jätevedenpuhdistamon prosessitarkastelu: typenpoiston tehostaminen ja energiankulutus
Lehtinen, Elina (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-2022112925005
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022112925005
Tiivistelmä
Tämä opinnäytetyö laadittiin Hämeenlinnan Seudun Vesi Oy:lle. Opinnäytetyön tavoitteena oli tarkastella Akaan jätevedenpuhdistamon nykyisen prosessin mahdollisuutta kokonaistypenpoistoon, määrittää prosessiparametrejä laitoksen käytön tueksi sekä tarkastella laitoksen kokonaisenergiankulutusta tehtyjen laitosinvestointien jälkeen. Akaan puhdistamo on saavuttanut ympäristöluvan lupaehdot, lukuunottamatta kokonaistypenpoistoa. Lisäksi Akaan puhdistamo on sitoutunut green deal -sopimukseen, jonka ehtojen toteutumista opinnäytetyössä tarkasteltiin.
Opinnäytetyö tehtiin toimintatutkimuksena, jossa tarkasteltiin typenpoiston teoriaa sekä laadittiin tarkastelu Akaan jätevedenpuhdistamon nykytilasta osana kehittämistyötä. Tämän lisäksi puhdistamolla tarkasteltiin typen esiintymistä eri prosessinosissa näytteenotolla sekä tehtiin pienimuotoisia koeajoja laitoksella. Prosessiparametrejä määritettiin velvoitetarkkailutulosten avulla. Energiankulutusta tarkasteltiin kokonaissähköenergiana laskemalla siitä vesihuoltolaitoksille tyypillisiä vertailulukuja.
Akaan jätevedenpuhdistamolla on mahdollisuus saavuttaa kaikki ympäristöluvan lupaehdot lukuun ottamatta kokonaistypen pitoisuusvaatimusta. Opinnäytetyössä nousi esiin kokonaistypenpoistoon vaikuttavia tekijöitä. Puhdistamon nykytilan kartoituksessa havaittiin kokonaistypen tulokuorman merkittävä kasvu, joka vaatii laitokselta entistä tehokkaampaa puhdistusta. Denitrifikaation vaatima orgaanisen aineen määrä suhteessa typen pitoisuuteen oli varsinkin kesäaikaan matala, tämä heikentää kokonaistypenpoistoa. Laitoksella tehtiin koeajoja tulevan jäteveden johtamiseksi suoraan ilmastukseen orgaanisen aineen pitoisuuksien kasvattamiseksi ja tästä saatiin lupaavia tuloksia. Suuret virtaamavaihtelut laitoksella laskevat lämpötilaa ja heikentävät nitrifikaatiota, joka estää ympärivuotisen typenpoiston laitoksella. Kokonaisenergiankulutus on pienentynyt laitosinvestointien myötä ja Akaan puhdistamo on toiminut nykyisin energiatehokkaasti.
Kehitysehdotuksena opinnäytetyössä esitettiin kokonaistypen kuormituksen kasvun tarkempaa tarkastelua, tarkastelua orgaanisen aineen pitoisuuden kasvattamiseksi denitrifikaation tarpeisiin, joko tulevan jäteveden hyödyntämisellä tai kemikaloinnin avulla sekä energiamittausten kohdentamista eri yksikköprosesseihin ja reaaliaikaiseen seurantaan laitosautomaation kehittämisen yhteydessä.
Opinnäytetyö tehtiin toimintatutkimuksena, jossa tarkasteltiin typenpoiston teoriaa sekä laadittiin tarkastelu Akaan jätevedenpuhdistamon nykytilasta osana kehittämistyötä. Tämän lisäksi puhdistamolla tarkasteltiin typen esiintymistä eri prosessinosissa näytteenotolla sekä tehtiin pienimuotoisia koeajoja laitoksella. Prosessiparametrejä määritettiin velvoitetarkkailutulosten avulla. Energiankulutusta tarkasteltiin kokonaissähköenergiana laskemalla siitä vesihuoltolaitoksille tyypillisiä vertailulukuja.
Akaan jätevedenpuhdistamolla on mahdollisuus saavuttaa kaikki ympäristöluvan lupaehdot lukuun ottamatta kokonaistypen pitoisuusvaatimusta. Opinnäytetyössä nousi esiin kokonaistypenpoistoon vaikuttavia tekijöitä. Puhdistamon nykytilan kartoituksessa havaittiin kokonaistypen tulokuorman merkittävä kasvu, joka vaatii laitokselta entistä tehokkaampaa puhdistusta. Denitrifikaation vaatima orgaanisen aineen määrä suhteessa typen pitoisuuteen oli varsinkin kesäaikaan matala, tämä heikentää kokonaistypenpoistoa. Laitoksella tehtiin koeajoja tulevan jäteveden johtamiseksi suoraan ilmastukseen orgaanisen aineen pitoisuuksien kasvattamiseksi ja tästä saatiin lupaavia tuloksia. Suuret virtaamavaihtelut laitoksella laskevat lämpötilaa ja heikentävät nitrifikaatiota, joka estää ympärivuotisen typenpoiston laitoksella. Kokonaisenergiankulutus on pienentynyt laitosinvestointien myötä ja Akaan puhdistamo on toiminut nykyisin energiatehokkaasti.
Kehitysehdotuksena opinnäytetyössä esitettiin kokonaistypen kuormituksen kasvun tarkempaa tarkastelua, tarkastelua orgaanisen aineen pitoisuuden kasvattamiseksi denitrifikaation tarpeisiin, joko tulevan jäteveden hyödyntämisellä tai kemikaloinnin avulla sekä energiamittausten kohdentamista eri yksikköprosesseihin ja reaaliaikaiseen seurantaan laitosautomaation kehittämisen yhteydessä.