Jätevesien käsittelyjärjestelmät ja -prosessit Jätevesien käsittelyn tekniikka Jäteveden ominaisuudet ja koostumus Mekaanis-biologinen Jätevesienpuhdistus Prosessit toteutustapoja Kustannukset Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 Tulevan jäteveden laadun laskenta kuormitusluvulla: PERUSTELUT: Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 Asumajätevesien sisältämä kuormitus, g/as.d. Parametri Ruotsi Suomi Keittiö Kylpyh. Pyykki WC Summa BHK7 20 5 3 23 51 99,2 Kok. fosfori 0,3 0,6 1,3 1,6 3,8 4,0 Kok. typpi 0,6 0,3 0,2 11,0 12,1 17,6 Asumajäteveden tavanomainen koostumus, mg/l. Suomessa Biokemiallinen hapenkulutus, BHK7 125 - 175 Kiintoaine, SS 150 - 200 Hehkutushäviö, VS 120 - 150 Kuiva-aine, TS 350 - 600 Kokonaisfosfori, P 6 - 8 Kokonaistyppi, N 25 - 40 Ammoniumtyppi, N 15 - 25 Kalium, K 10 - 15 Kloridit, Cl- 25 - 75 Kemiallinen hapenkulutus, KHK 300 - 450 pH 6 - 8 Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 EPÄPUHTAUDET Jäteveden sisältämät epäpuhtaudet voidaan jakaa kokonsa perusteelta: liukoisiin, kolloidisiin ja suspendoituneisiin. Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 Orgaaniset epäpuhtaudet ja Epäorgaaniset aineet Asheesh/haja-asustus/2006

Normaalisti määritetään orgaanisen aineen pitoisuus termeillä: 1. Biokemiallinen hapenkulutus (BOD7, BHK7) 2. Kemiallinen hapenkulutus (COD7) 3. Hehkutushäviö . (VSS) 4. Orgaaninen hiili (TOC) Asheesh/haja-asustus/2006

1. Biokemiallinen hapenkulutus (BOD7)BHK7 Biologinen puhdistuminen perustuu pieneliöiden eli mikrobien hajotustoimintaan. Ne Hajottavat jäteveden mukana tulevaa orgaanista ainetta vedeksi ja hiilidioksidiksi Biokemiallinen hapenkulutus (BOD = Biological Oxygen Demand) mittaa jäteveden sisältämien biologisesti hajoavien aineiden määrää. Hajotuksen tekevät mikro-organismit siten, että niiden kuluttama happi mitataan joko 5 vuorokauden (BODs) tai 7 vuorokauden (BOD7) ajalta lämpötilassa 20°C. Määrityksen aikainen ammoniumtypen hapettumisesta johtuva hapenkulutus estetään lisäämällä allyylitiouraliuosta (ATV) 2 mg/l. BOD:n laatuna käytetään mg O2/l tai g 02/m3 . Asheesh/haja-asustus/2006

2. Kemiallinen hapenkulutus (COD) Kemiallinen hapenkulutus (COD = Chemical Oxygen Demand) osoittaa sen osan jäteveden epäpuhtauksista, jotka voidaan hapettaa kemiallisesti. Normaalisti hapettavina aineina käytettään kaliumpermanganaattia (CODMn) tai kaliumdikromaattia (CODCr) korkeassa lämpötilassa vahvassa happoliuoksessa, jotta aikaansaadaan täydellinen hapetus. Hapettimen kulutus vastaa orgaanisen aineen määrää ja lasketaan hapenkulutuksena mg 02 /l tai g 02/m3. Dikromaattikulutusta voidaan pitää tulevaisuudessa suositeltavampana määrityksenä. Asheesh/haja-asustus/2006

Orgaaninen hiili (TOC = Total Organic Carbon) On toinen tapa mitata orgaanisen aineksen pitoisuutta, joka määritetään mittaamalla näytteen polton seurauksena syntyneen hiilidioksidin määrää. Laatuyksikkö on mg/l. Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 Epäorgaaniset aineet Jäteveden sisältämät epäorgaaniset ainesosat koostuvat lähes kokonaan liukoisista suoloista, ja niiden määrä riippuu suurimmaksi osaksi käyttöveden ionitasapainosta ja suolapitoisuudesta. Näillä suoloilla ei normaalisti ole mitään merkitystä jätevedelle. Nykyiset puhdistusprosessit keskittyvät poistamaan fosforia, typpeä ja raskasmetalleja. Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 Fosfori ja Typpi ovat tärkeitä siksi, että molemmat ovat kasviravinteita eli ne toimivat lannoitusaineina orgaanisen aineksen, esimerkiksi levän, kasvulle. Levän kasvun johdosta voi purkuvesistössä syntyä sekundäärissää kasvua, ja taas tämän hajoaminen voi johtaa huomattavasti suurempaan hapenkulutukseen vesistössä kuin mitä jätevesien primääriset epäpuhtaudet Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 FOSFORI Fosfori esiintyy jätevedessä osittain orgaanisesti sidottuna fosforina, osittain epäorgaanisena fosforina polyfosfaattien ja ortofosfaatin muodossa. Orgaaninen fosfori on pääasiallisesti sitoutuneena kiintoaineisiin, kun taas polyfosfaatit ja ortofosfaatit esiintyvät suurimmaksi osaksi liukoisessa muodossa Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 TYPPI Typpi esiintyy tulevassa jätevedessä sekä orgaanisesti sidottuna typpenä että epäorgaanisena ammoniumin (NH \ nitriitin (NO -) ja nitraatin (NO3-) muodossa. Orgaanisesti sidottu typpi on noin 60 %:sti ammoniummuodossa ja epäorgaaninen typpi lähes 100 %:sti ammoniumtyppenä. Paitsi että typpi voi olla ravinne levätuotannolle, kuluttaa ammoniumtyppi vesistössä happea, kun bakteerit hapettavat ammoniumin nitraatiksi Asheesh/haja-asustus/2006

Muut epäpuhtaustekijät Kuiva-ainepitoisuus (TS) on toinen tapa mitata jäteveden sisältävät epäpuhtaudet. Siihen sisältyy sekä kiinteät että liuenneet aineet. Kuiva-aineen laatuna käytetään tavallisesti % TS. Kiintoainepitoisuus (SS = suspended solids tai MLSS = mixed liquid suspended solids) mittaa kiintoaineen määrää jätevedessä tai lietteessä ja laatu on mg SS/l tai g SS/l (mg MLSS/l tai g MLSS/l) Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 JÄTEVEDEN KÄSITTELY MEKAANINEN BIOLOGINEN KEMIALLINEN Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 1.MEKAANINEN PUHDISTUS Laskeutus ja selkeytys Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 2.BIOLOGINEN PUHDISTUS Biologinen puhdistus perustuu mikro-organismien kykyyn hajottaa epäpuhtauksia, jotka sitten muuttuvat biomassaksi. Hajotustapahtuma on hyvin monimutkainen prosessi, joka koostuu useista sivureaktioista. Hajotusnopeus riippuu monista tekijöistä. Ennen kaikkea happipitoisuus, pH, lampätila, epäpuhtauksien koostumus, myrkylliset aineet sekä puhdistusmenetelmä vaikuttavanasiaan. Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 Anaerobinen hajotus Kun happea ei ole läsnä, tapahtuu anaerobista mikrobiologista hajotusta. Orgaaninen aines hapetetaan hiilidioksidiksi ja vedeksi saman aikaisesti kun osa materiaalista pelkistetään metaanikaasuksi. Anaerobia hajotusta käytetään normaalisti vain väkevien jätevesien puhdistukseen (esimerkiksi teollisuusjätevesien esikäsittelyyn) kuin myös yleisesti lietteen stabilointiin Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 Aerobinen hajotus Kun happea on läsnä, orgaaninen aines hapettuu mikro-organismien avulla hiilidioksidiksi ja vedeksi. Yhdyskuntajätevesien puhdistaminen aerobisissa prosesseissa perustuu mikro-organismien kasvuun joko kiinteällä alustalla, biofilmiprosessissa, kiinteinä kasvustoina, tai liikkumiseen vapaasti vesifaasissa, lietekasvustoina. Asheesh/haja-asustus/2006

3. Kemiallinen fosforinpoisto Kemiallinen fosforinpoisto tarkoittaa sitä. että jäteveden sisältämät liukoiset epäorgaaniset fosforiyhdisteet muutetaan metallisuolan avulla vaikealiukoisiksi metallifosfaateiksi. Myös orgaanisesti sidottua fosforia poistuu, koska suspendoitunutta ainesta saadaan erotettua tehokkaasti. SAOSTUSKEMIKAALIT Kemikaalit, jotka antavat hyviä tuloksia suhteellisen edullisesti: Alumiinisuolat Rautasuolat Kalkki Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 Nitritikaatio tarkoittaa ammoniumtypen hapettamista nitriitin nitraatiksi. Ammoniumtypen hapettavat kahdenlaiset autotrofiset bakteerit: Nitrosomonas ja Nitrobakteerit. Tämä tapahtuu kahdessa prosessivaiheessa, joilla molemmilla on alhainen kasvunopeus. Alhaisin nopeus on Nitrosomonaksella, nitriittiä tuottavilla organismeilla. Tämä määrä samalla koko reaktion nopeuden, ja johtaa alhaisiin oitriittipitoisuuksiin. Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 Denitrifikaatiossa mikro-organismit muuttavat nitriitin tai nitraatin typpikaasuksi hapettomissa oloissa samalla, kun ne hajottavat orgaanista ainetta. Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 Pienpuhdistamot panospuhdistamo: sequencing patch reactor Maasuodattamo: soil filter maahan imeytys: soil infiltration Saostussäiliö: septic tank Umpisäiliö: cesspool Biosuodatin: biofilter Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 Pienpuhdistamot Asheesh/haja-asustus/2006

Pienpuhdistamot Biofilter Asheesh/haja-asustus/2006

Pienpuhdistamo Betonirunkoinen Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006 Kustannukset Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006

Asheesh/haja-asustus/2006