Otsonointiprosessin desinfiointitehon optimointi talousveden ...

More documents

Recommendations

Info

54 4 MATERIAALIT JA MENETELMÄT 4.1 Pitkäkosken koelaitos Koeajot tehtiin Pitkäkoskella pilot -mittakaavan koelaitoksella. Koelaitos on Pitkäkosken prosessi pienoiskoossa, ja se sisältää kaikki samat prosessivaiheet kuin täyden mittakaavan prosessikin. Kuvassa 4.1 on esitetty koelaitoksen prosessin yksikköoperaatiot ja kemikaalilisäykset. Koelaitoksen maksimivirtaama on noin 200 litraa tunnissa, mutta tyypillinen virtaama koeajoissa on 100 litraa tunnissa. Koelaitoksen kahdesta identtisestä linjasta käytettiin tässä tutkimuksessa vain linjaa 2. Koelaitoksen on osittain automatisoitu ja prosessin ohjaukseen käytetään Metso DNAuse Client -ohjelmaa. Tämän tutkimuksen koeajoissa koelaitosta ajettiin vain otsonointiin asti. Otsonoitu vesi johdettiin viemäriin. Kuva 4.1 Koelaitoksen prosessi. (Härkki 2007) Raakavesi tulee koelaitokselle Päijännetunnelista. Tämän tutkimuksen koeajoissa käytettiin koelaitoksen kahta raakavesisäiliötä, joiden tilavuus on yhteensä 6 m 3 . Säiliöt täytettiin Päijännetunnelin vedellä ennen koeajon aloittamista ja niitä täydennettiin tarvittaessa ajon aikana. Säiliöstä vesi pumpattiin Prominent Spectra 6/300 GB - ruuvipumpulla koelaitoksen prosessiin. Ensimmäinen prosessivaihe on hiilidioksidin syöttö, mutta sitä ei tämän tutkimuksen koeajoissa käytetty. Alkukemikaloinnissa veteen lisättiin saostuskemikaalina hapotettua ferrisulfaattia (Kemira PIX-322) ja kalkki-
vettä pH:n säätökemikaalina. Koelaitoksella käytetty ferriannos 60 g/m 3 oli hieman suurempi kuin täyden mittakaavan prosessissa. Näin pyrittiin varmistamaan saostuksen ja selkeytyksen toiminta. Alkukalkin syöttöä ohjaavaksi pH-arvoksi asetettiin 4,7. Alkukemikaloinnista vesi kulkee kolmen hämmennysaltaan kautta edelleen pystyselkeyttimeen, jonka pintakuorma on 0,41 metriä tunnissa. Suodatuksessa materiaalina käytettiin raekooltaan 0,5-1,0 mm hiekkaa. Hiekkapatjan korkeus oli noin 0,8 metriä ja suodattimen pintakuorma 2,5 metriä tunnissa. Vaihtoehtoista 2-kerrossuodatinta (kuvassa 4.1) ei käytetty. Hiekkasuodatetun veden pH nostettiin kalkkivedellä noin 7,2:n ensimmäisessä jälkikemikalointialtaassa. Jälkikemikaloinnin jälkeen on vielä jälkiviipymäallas joka koostuu kahdesta eripituisesta rinnakkaisesta altaasta. Jälkiviipymäaltaista vesi pumpattiin Prominent Meta HM 20–90 -kalvopumpulla otsonointitorneihin. Otsonin imeytystornit ovat 4 metriä korkeita ja halkaisijaltaan 80 millimetriä. Torneja on kolme sarjassa. Kaasu syötetään veteen tornien pohjassa olevien sintterien kautta ja kaasun syöttö ohjataan rotametrien avulla yhteen, kahteen tai kaikkiin kolmeen torniin. Tämän tutkimuksen kokeissa kaasua syötettiin ensimmäiseen otsonointitorniin. Ensimmäinen torni toimii täyssekkoitusreaktorina (CSTR) sekä kaasun että vesivirtauksen suhteen. Kahdessa jälkimmäisessä tornissa otsonin annettiin reagoida ja otsonipitoisuuden laskea. Niissä otsonipitoisen veden virtaus oli jatkuvaa, mutta kaasua ei syötetty. Kunkin tornin pohjassa on näytteenottohana. Otsoni valmistetaan kuivatusta ilmasta Argentox GLX 4 -otsonaattorilla. Kaasun otsonipitoisuutta säädetään otsonaattorin kehitysjännitettä muuttamalla. Maksimituotto on 2 grammaa otsonia tunnissa. Otsonaattorin kompressori on Thomas EGH-610B ja otsonoitavan ilman kosteuden valvontaan käytettävä ilman kastepistemittari SHAW OEM II LS. Syöttökaasun otsonipitoisuuden määritystä varten on erillinen näytteenottojärjestely johon kuuluu 3 aktiivihiiliastiaa ja kaasukello. Ylimääräinen reagoimaton otsoni hajotetaan aktiivihiilipatruunalla. Kuten täyden mittakaavan prosessissa, myös koelaitoksella otsoniannoksella tarkoitetaan syötetyn otsonin määrää, sillä poistokaasun otsonipitoisuutta ei voida nykyisin järjestelyin mitata. Tämä on otettava huomioon koelaitoksen tulosten vertailussa esimerkiksi kirjallisuusarvoihin. Otsonoinnin jälkeen vesi valuu tilavuudeltaan noin 17 litran välisäiliöön, josta se pumpataan kolmannessa kerroksessa sijaitsevan säiliön kautta ensimmäiseen aktiivihiilisuodattimeen. Aktiivihiilisuodattimia on koelaitoksella kaksi kappaletta sarjassa. Veden virtaussuunta on 1. suodattimessa alhaalta ylös ja 2. suodattimessa ylhäältä alas. Yhden suodattimen EBCT on noin 20 min. Hiilisuodatuksen jälkeen vesi voidaan vielä UV -desinfioida. Lopuksi veteen lisätään natriumhypokloriittia ja ammoniakkia, jotka muodostavat ammoniumkloridia. Kovuuden ja alkaliteetin nostamiseksi lisätään vielä kalkkia ja natriumkarbonaattiliuosta. (Calonius & Zolas 2009) Tässä tutkimuksessa aktiivihiilisuodattimia, UV-desinfiointilamppua ja jälkikemikalointia ei käytetty, vaan otsonoitu vesi johdettiin välisäiliöstä viemäriin. Koeajojen ajaksi koelaitoksen lämpötila säädettiin ilmastoinnilla 15–16 asteeseen. Taulukossa 4.1 on esitetty koelaitoksella tässä tutkimuksessa tehdyt koeajot. 55
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 and 10:
1 1 JOHDANTO 1.1 Tutkimuksen tausta
Page 11 and 12: 3 3 2 KIRJALLISUUS 2.1 Otsonin kemi
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: 53 Kuva 3.7 Raakaveden, hiekkasuoda
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?