OxTube-ilmastuslaitteen vaikutus luonnonveden laatuun
Savijärvi, Riikka (2023)
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023101027194
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2023101027194
Tiivistelmä
Opinnäytetyössä tutkittiin Sansox Oy:n kehittämän veden ilmastuslaitteen vaikutusta luonnonveden laatuun ja kykyä torjua rehevöitymistä. Opinnäytetyö on esiselvitys, jonka tavoitteena on tuottaa näyttöön perustuvaa tietoa OxTube-laitteen toiminnasta ja ideoita jatkotutkimukselle. Opinnäytetyö tehtiin toimeksiantona Sansox Oy:lle. Sansox Oy on suomalainen cleantech-yritys, jonka tavoitteena on edistää kestävien vedenpuhdistusmenetelmien tutkimusta ja kehitystä.
Ilmastuksen vaikutusta tutkittiin vertailemalla kahta vesiallasta, joista toiseen kiinnitettiin OxTube-ilmastuslaite. Vedestä mitattiin säännöllisin väliajoin pH, johtokyky ja happi. Lisäksi vedestä tutkittiin laboratorioanalyyseillä sameus, kemiallinen hapenkulutus sekä kokonaisfosfori ja -typpi. Veden laadun muutoksia tarkasteltiin myös silmämääräisesti. Tutkimusjakson pituus oli kaksi viikkoa.
Tulokset osoittavat, että happea liukeni enemmän koealtaaseen kuin vertailualtaaseen. Koealtaassa hapen liukoisuus pysyi lämpötilan suhteen maksimiarvoissa ja tasaisena koejakson ajan. Ilmastus ei nostanut pH-arvoa merkittävästi koealtaassa ensimmäisen 20 minuutin jälkeen. Sameusarvot laskivat koealtaassa merkittävästi jo neljän päivän jälkeen. Koealtaan sameuspitoisuus oli myös koejakson lopulla pienempi kuin vertailualtaan. Vesi oli silmämääräisesti kirkkaampaa koealtaassa kuin vertailualtaassa. Kemiallinen hapenkulutus laski molemmissa altaissa kahden viikon aikana. Koealtaassa lasku oli selkeämpi. Johtokyky kasvoi tasaisesti molemmissa altaissa.
Kokonaistypen määrä kasvoi 900 μg/l:sta 1440 μg/l:aan koealtaassa, fosfori laski yhden mittayksikön verran. Syynä typpipitoisuuden kasvuun voi olla esimerkiksi denitrifikaatioprosessin keskeytyminen sedimentin hapettumisen seurauksena. Typpi-fosfori-suhde oli noin 30:1, mikä ei ole sinileville suotuisaa. Vaikka tutkimustulokset olivat osaltaan positiivisia, tutkimuksia laitteen vaikutuksesta veden laatuun ja soveltuvuutta torjua rehevöitymistä tulee jatkaa. The thesis is a feasibility study of the effect of aeration on the quality of natural water when the aeration is done with the OxTube solution developed by Sansox Oy. The aim of the study is to generate data about the operation of the OxTube device and to create ideas for further research. The thesis was commissioned for Sansox Oy. Sansox Oy is a Finnish cleantech company with aim to research and develop sustainable water purification methods.
The effect of aeration was studied by comparing two water pools. The OxTube aeration device was attached to the test pool. The water was regularly measured for pH, conductivity, and oxygen. In addition, the water was examined with laboratory analyzes for turbidity, chemical oxygen consumption, total phosphorus, and total nitrogen. The water quality was also observed visually. The duration of the trial period was two weeks.
The results show that oxygen was dissolved more in the test pool than in the reference pool. In the test pool, the oxygen solubility remained at the maximum values in relation to the temperature and was stable during the test period. pH values remained stable after the first 20 minutes. The turbidity value decreased in the test pool after four days. Turbidity concentration in the test pool was also lower at the end of the test period. The water was visually clearer in the experimental pool than in the reference pool. Chemical oxygen consumption decreased in both pools within two weeks. In the test pool, the decline was clearer. Conductivity increased in both pools, slightly more in the test pool. The amount of total nitrogen increased remarkably in the test pool. The reason for the increase in the nitrogen concentration may be the interruption of the denitrification process due to the oxidation of the sediment. The nitrogen-phosphorus ratio was around 30:1, which is not favorable for blue-green algae. There is a need for further investigation of the suitability of the device for preventing eutrophication.
Ilmastuksen vaikutusta tutkittiin vertailemalla kahta vesiallasta, joista toiseen kiinnitettiin OxTube-ilmastuslaite. Vedestä mitattiin säännöllisin väliajoin pH, johtokyky ja happi. Lisäksi vedestä tutkittiin laboratorioanalyyseillä sameus, kemiallinen hapenkulutus sekä kokonaisfosfori ja -typpi. Veden laadun muutoksia tarkasteltiin myös silmämääräisesti. Tutkimusjakson pituus oli kaksi viikkoa.
Tulokset osoittavat, että happea liukeni enemmän koealtaaseen kuin vertailualtaaseen. Koealtaassa hapen liukoisuus pysyi lämpötilan suhteen maksimiarvoissa ja tasaisena koejakson ajan. Ilmastus ei nostanut pH-arvoa merkittävästi koealtaassa ensimmäisen 20 minuutin jälkeen. Sameusarvot laskivat koealtaassa merkittävästi jo neljän päivän jälkeen. Koealtaan sameuspitoisuus oli myös koejakson lopulla pienempi kuin vertailualtaan. Vesi oli silmämääräisesti kirkkaampaa koealtaassa kuin vertailualtaassa. Kemiallinen hapenkulutus laski molemmissa altaissa kahden viikon aikana. Koealtaassa lasku oli selkeämpi. Johtokyky kasvoi tasaisesti molemmissa altaissa.
Kokonaistypen määrä kasvoi 900 μg/l:sta 1440 μg/l:aan koealtaassa, fosfori laski yhden mittayksikön verran. Syynä typpipitoisuuden kasvuun voi olla esimerkiksi denitrifikaatioprosessin keskeytyminen sedimentin hapettumisen seurauksena. Typpi-fosfori-suhde oli noin 30:1, mikä ei ole sinileville suotuisaa. Vaikka tutkimustulokset olivat osaltaan positiivisia, tutkimuksia laitteen vaikutuksesta veden laatuun ja soveltuvuutta torjua rehevöitymistä tulee jatkaa.
The effect of aeration was studied by comparing two water pools. The OxTube aeration device was attached to the test pool. The water was regularly measured for pH, conductivity, and oxygen. In addition, the water was examined with laboratory analyzes for turbidity, chemical oxygen consumption, total phosphorus, and total nitrogen. The water quality was also observed visually. The duration of the trial period was two weeks.
The results show that oxygen was dissolved more in the test pool than in the reference pool. In the test pool, the oxygen solubility remained at the maximum values in relation to the temperature and was stable during the test period. pH values remained stable after the first 20 minutes. The turbidity value decreased in the test pool after four days. Turbidity concentration in the test pool was also lower at the end of the test period. The water was visually clearer in the experimental pool than in the reference pool. Chemical oxygen consumption decreased in both pools within two weeks. In the test pool, the decline was clearer. Conductivity increased in both pools, slightly more in the test pool. The amount of total nitrogen increased remarkably in the test pool. The reason for the increase in the nitrogen concentration may be the interruption of the denitrification process due to the oxidation of the sediment. The nitrogen-phosphorus ratio was around 30:1, which is not favorable for blue-green algae. There is a need for further investigation of the suitability of the device for preventing eutrophication.