Otsonointiprosessin desinfiointitehon optimointi talousveden ...

Hiekkasuodatus
Suodatuksessa poistetaan kaikkein pienimmät saostumat, jotka eivät laskeudu vaakaselkeytyksessä.
Suodatus poistaa veden sameutta. Pitkäkoskella ja Vanhassakaupungissa
suodattimet ovat tyypiltään fysikaalisia hiekkapikasuodattimia, joissa vesi virtaa suodatinpatjan
läpi painovoimaisesti. Suodatinhiekan raekoko on 0,8-1,0 mm ja suodatinpatjan
korkeus noin 1,3 metriä. Hienojakoisin aine kerrostuu suodattimen pinnalle ja tekee
suurimman työn. Kun suodattimeen kertyy sakkaa, suodatin kuormittuu ja siihen muodostuu
paine-eroa. Suodattimet pestään säännöllisesti vastavirtahuuhtelulla, jossa niihin
kerääntynyt lika irtoaa. Pesun jälkeen suodattimen toiminta heikentyy hetkeksi, ja silloin
on mahdollista että mikrobeja pääsee suodattimen läpi. Tämä voidaan estää esimerkiksi
pesun jälkeisellä seisotusajalla tai esisuodatusajalla, jolloin suodatettu vesi johdetaan
viemäriin.
LeChevallier & Au (2004) mukaan mikrobien poistuminen tapahtuu suodatinpatjan
sisällä, ei niinkään pinnalla. Suodatinmateriaalin raekoko on suurempi kuin useimpien
mikrobien halkaisija, joten mikro-organismien poistuminen suodatuksessa ei perustu
pelkästään partikkelikokoon. Partikkelien poistuminen tapahtuu kahdessa vaiheessa:
ensin tapahtuu partikkelien kuljetus liuoksesta suodatinmateriaalin ja sen jälkeen partikkelien
kiinnittyminen siihen. Kuljetusmekanismeja ovat diffuusio, pidättyminen ja laskeutuminen.
Kuljetustehoon vaikuttavat mikrobien koko ja tiheys, suodatinmateriaalin
raekoko ja suodatinpatjan syvyys sekä suodatusnopeus. Liikuntakykyisten mikrobien
tapauksessa yksi kuljetusmekanismi on solun aktiivinen liikkuminen. Partikkelien kiinnittyminen
määräytyy systeemin liuoksen kemian ja pintakemian perusteella.
Tärkein suodatustehoon vaikuttava tekijä on kuitenkin alkukemikaloinnissa tapahtuva
partikkelien destabilointi. Ilman alkukemikalointia pikasuodatus toimii vain yksinkertaisena
kokoerottimena eikä ole tehokas mikrobien poistaja. Pilot-mittakaavan tutkimuksissa
on havaittu kemikaloinnin lisäävän sameuden poistoa 42 prosenttiyksikköä
ja Giardian poistoa 26-28 prosenttiyksikköä verrattuna tilanteeseen jossa alkukemikalointia
ei ollut. Koliformisista bakteereista poistui kemikaloinnin ja hiekkasuodatuksen
seurauksena 99 %. (LeChevallier & Au 2004) Nieminskin ja Ongerth’n (1995) mukaan
Giardia ja Cryptosporidium poistuvat parhaiten kun suodatetun veden sameus on alhainen
(0,1-0,2 NTU). Optimaalisissa saostusolosuhteissa Giardian kystoista poistui 3,3
log ja Cryptosporidiumista 2,3 log. Swertfegerin et al. (1999) mukaan eri suodatinmateriaaleilla,
kaksikerrossuodatuksella ja suodatinpatjan syvyyden kasvattamisella 0,75
metristä 1,8 metriin ei ollut vaikutusta alkueläinten kystojen poistumiseen. Giardiasta
poistui 4,4 log tai enemmän, ja poistumien oli tehokkaampaa kesällä kuin talvella.
Cryptosporidiumista poistui 2,7 log tai enemmän, ja vuodenajalla ei ollut vaikutusta
poistotehoon. Optimiolosuhteissa saostus, hiutalointi, selkeytys ja suodatus yhdessä
voivat poistaa 4 log tai enemmän alkueläinten kystoja (LeChevallier & Au 2004).
Vantaanjokijaksolla Pitkäkosken hiekkasuodateussa vedessä oli koliformeja 0…23
mpn/100 ml ja E. colia 0…1 mpn/100ml ja Vanhassakaupungissa vastaavasti 0...610
mpn/100ml ja 0…1 mpn/100ml. Keskimääräinen reduktio selkeytettyyn veteen verrattuna
oli noin 80 % koliformeista ja 97 % E. colista. E. colia todettiin molemmilla laitok-
42