Otsonointiprosessin desinfiointitehon optimointi talousveden ...

More documents

Recommendations

Info

2 1.2 Tutkimuksen kuvaus Kirjallisuusosassa käsitellään otsonin kemiallisia reaktioita veden yhdisteiden ja mikrobisolun rakenneosien kanssa, otsonin vaikutusta eri taudinaiheuttajiin sekä desinfioinnin kinetiikkaa ja CT-teoriaa. Lisäksi käsitellään otsonidesinfioinnin kannalta tärkeitä suunnittelunäkökohtia ja esitellään lyhyesti otsonin eri käyttötarkoituksia vedenpuhdistuksessa. Raakaveden mikrobiologista laatua tutkittiin määrittämällä kahdesta elokuussa lämpimän veden aikaan otetusta raakavesinäytteeestä useiden tyypillisten pintavesissä esiintyvien taudinaiheuttajien esiintymistä. Näytteet otettiin raakavedenottamolta Asikkalassa ja Pitkäkosken vedenpuhdistuslaitokselta. Otsonoinnin desinfiointitehoa tutkittiin pilot-mittakaavan desinfiointikokeilla, joissa tarkasteltiin otsoniannoksen vaikutusta Clostridium perfringens-bakteerin inaktivointiin. C. perfringens on kestävä itiöillinen bakteeri, jota on kirjallisuudessa suositeltu käytettäväksi otsonoinnin <strong>desinfiointitehon</strong> arvioinnissa (Hijnen et al. 2002, Payment & Franco 1993). Laboratoriossa kasvatettua C. perfringensiä syötettiin veteen, josta sen pitoisuus määritettiin ennen otsonointia ja otsonoinnin jälkeen. Lisäksi näytteistä tehtiin fysikaaliskemiallisia analyysejä, kuten TOC, UV-absorbanssi ja rautapitoisuus. Nämä veden laatua kuvaavat parametrit vaikuttavat desinfiointitehoon, sillä otsonia kuluu myös niiden hapettamiseen. Pilot-mittakaavan otsonoinnin kontaktiaikoja tutkittiin merkkiainekokein. Desinfiointikokeiden CT-arvot määritettiin merkkiainekokeiden tuloksiin perustuen. Otsonointitukimukseeen liittyen Pitkäkosken ja Vanhankaupungin otsonilaitoksista teetettiin konsultilla hydraulinen mallinnus, josta saatiin tietoa veden viipymästä otsonoinnissa, kaasun sekoittumisesta ja liukenemisesta sekä virtausolosuhteista kontaktialtaissa ja niiden jälkeisissä kanavissa (Moilanen 2012). Konsultin työn tuloksiin perustuen voitiin tässä tutkimuksessa laskea täyden mittakaavan otsonointiprosessille viipymät ja CT-arvot eri prosessitilanteissa. Lisäksi tarkasteltiin otsonin sekoittumisen ja virtausolosuhteiden vaikutusta prosessin desinfiointitehoon.
3 3 2 KIRJALLISUUS 2.1 Otsonin kemialliset reaktiot Otsoni on epästabiili, myrkyllinen ja hapettava kaasu. Otsonimolekyyli koostuu kolmesta happiatomista, jotka ovat resonanssissa keskenään. Resonanssimuodot on esitetty kuvassa 2.1. Rakenteesta havaitaan, että otsonimolekyylillä on positiivinen ja negatiivinen osavaraus: se toimii dipolina eli sekä elektrofiilisenä ja nukleofiilisenä aineena. (Langlais et al. 1991) Kuva 2.1 Otsonimolekyylin resonanssimuodot. (Eriksson 2005) Dipolirakenteensa takia otsonimolekyyli voi johtaa rengaslisäykseen eli reaktioon kaksoissidosten kanssa. Tätä reaktiota kutsutaan myös Criegee-mekanismiksi ja se on esitetty kuvassa 2.2. Muodostuva otsonidi hajoaa edelleen karbonyyliyhdisteiksi (aldehydi tai ketoni) ja vetyperoksidiksi. (Langlais et al. 1991) Kuva 2.2 Rengaslisäys- eli Criegee-mekanismi. I=otsonidi. (Langlais et al. 1991) Kuvassa 2.3 on esitetty eräiden otsonimolekyylin reaktioiden kulku. Molekulaarisen otsonin reaktiot ovat selektiivisiä ja rajoittuvat tyydyttymättömiin aromaattisiin ja alifaattisiin yhdisteisiin sekä tiettyihin funktionaalisiin ryhmiin (Langlais et al. 1991).
Page 1 and 2: JOHANNA CASTRÉN OTSONOINTIPROSESSI
Page 3 and 4: iii ABSTRACT TAMPERE UNIVERSITY OF
Page 5 and 6: v SISÄLLYS 1 Johdanto ............
Page 7 and 8: vii TERMIT JA NIIDEN MÄÄRITELMÄT
Page 9: 1 1 JOHDANTO 1.1 Tutkimuksen tausta
Page 13 and 14: 5 − d[O 3 ] dt = k ′ [O 3 ] 1 ,
Page 15 and 16: 7 Kuva 2.6 Lämpötilan vaikutus ot
Page 17 and 18: 9 Epäorgaaniset yhdisteet voivat r
Page 19 and 20: 11 Kuva 2.8 Radikaaliketjureaktion
Page 21 and 22: 13 reina, joten reaktioissa saattaa
Page 23 and 24: 15 − dN dt = k 1N, (17) josta saa
Page 25 and 26: 17 Edellä esitetyissä malleissa o
Page 27 and 28: 19 CT-arvot eivät ole aivan yksise
Page 29 and 30: 21 2.2.5 Otsonin vaikutus eri taudi
Page 31 and 32: 23 viruksiin että DNA-viruksiin on
Page 33 and 34: 25 Kuva 2.12 Lämpötilan vaikutus
Page 35 and 36: 27 Taulukko 2.5 Inaktivaatioteho C.
Page 37 and 38: 29 Moolivirtaus eli aineensiirtovuo
Page 39 and 40: 31 Kuva 2.15 Eri tekijöiden vaikut
Page 41 and 42: 33 Kuva 2.17 Otsonikontaktorin eri
Page 43 and 44: 35 2.4.2 Epäorgaanisten yhdisteide
Page 45 and 46: 37 3 TALOUSVEDEN VALMISTUSPROSESSI
Page 47 and 48: 39 asutusalueilta. Ravinne- ja bakt
Page 49 and 50: Saostus, hiutalointi ja laskeutus E
Page 51 and 52: 43 silla vain muutamasta näytteest
Page 53 and 54: 45 1990-luvulla veden laatu verkost
Page 55 and 56: 47 Kuva 3.3 Vanhankaupungin otsonoi
Page 57 and 58: 49 0,5-0,6 mg/l otsonijäännöksen
Page 59 and 60: 51 ja. Pitkäkosken hiekkasuodatetu
Page 61 and 62:
53 Kuva 3.7 Raakaveden, hiekkasuoda
Page 63 and 64:
vettä pH:n säätökemikaalina. Ko
Page 65 and 66:
57 jotka käsittävät koko virtaam
Page 67 and 68:
59 imuputkeen jälkiviipymäaltaan
Page 69 and 70:
61 toisuus oli tasolla 10 4 pmy/ml.
Page 71 and 72:
63 lassa 7 vuorokauden ajan, jonka
Page 73 and 74:
65 Taulukko 4.4 Vakiotilan simuloin
Page 75 and 76:
67 5.2 Merkkiainekokeiden tulokset
Page 77 and 78:
69 Kuvassa 5.3 on esitetty kontakti
Page 79 and 80:
71 sonointitornista otetun näyttee
Page 81 and 82:
73 sonijäännös ennen koetta oli
Page 83 and 84:
75 tiin jo huomattavasti pienemmäl
Page 85 and 86:
77 Desinfiointitehon arviointia han
Page 87 and 88:
79 Taulukossa 5.10 on esitetty linj
Page 89 and 90:
81 Vastaavat kuvaajat kontaktialtai
Page 91 and 92:
83 vastaa todellisuutta. Todennäk
Page 93 and 94:
85 todennäköistä, että suurin o
Page 95 and 96:
87 6 JOHTOPÄÄTÖKSET JA JATKOTUTK
Page 97 and 98:
89 otsonipitoisuutta voi olla tarpe
Page 99 and 100:
91 Farooq, S., Akhlaque, S. 1983. C
Page 101 and 102:
93 LeChevallier M.W., Au, K. (eds.)
Page 103 and 104:
95 Sivaganesan. M., Marinas, B.J. 2
Page 105 and 106:
97 Zhou, H., Smith, D.W. 2000. Ozon
Page 107 and 108:
99 3. torni (mgF/l) 21 0,182 0,055
Page 109 and 110:
101 välisäiliö (mgF/l) 33 0,017
Page 111 and 112:
103 LIITE 2: DESINFIOINTIKOKEIDEN T
Page 113 and 114:
105 LIITE 3: VEDEN LAATU DESINFIOIN
show all

Otsonointiprosessin desinfiointitehon optimointi talousveden ...

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?