Jätevedenkäsittely Jätevedenkäsittely OAMK/Oulu Mohamed Asheesh Jätevedenkäsittely.

Esitys aiheesta: "Jätevedenkäsittely Jätevedenkäsittely OAMK/Oulu Mohamed Asheesh Jätevedenkäsittely."— Esityksen transkriptio:

1 Jätevedenkäsittely Jätevedenkäsittely OAMK/Oulu 2010-2011 Mohamed Asheesh Jätevedenkäsittely

2 JÄTEVEDEN KÄSITTELYN PERUSTEET Tarvittavia toimenpiteitä voivat olla esim 1.maankäytön suunnittelu ja toteuttaminen siten, että syntyvät jätevedet ja muut jätteet on mahdollista sijoittaa mahdollisimman pienin haittavaikutuksin ja kohtuullisin kustannuksin 2.viemäröinnin suunnittelu ja toteuttaminen 3.jäteveden puhdistamojen suunnittelu, rakentaminen ja käytön valvonta 4.teollisuusprosessien sisäiset toimenpiteet

3 Jätevesien haitalliset ominaisuudet Jätevesien haitalliset ominaisuudet, joita puhdistusprosesseissa ensisijaisesti pyritään poistamaan, ovat: (esim. seuraavat): -kiintoaines -orgaaninen aines -ravinteet -rasvat ja öljyt -myrkyt (raskasmetallit, kasvinsuojeluaineet -radioaktiiviset aineet -pesu- ja puhdistusaineet, liuottimet esim. seuraavatesim. seuraavat

4 Jätevesien johtaminen vesistöön Jätevesien johtaminen vesistöön Puhdistettunakin jäteveden mukana joutuu vesistöihin erilaisia jäämiä, jotka likaavat vesistöjä. Lisäksi hajakuormitus, erityisesti viljelysmaiden ja metsien lannoitus sekä luonnon­ huuhtouma rasittavat vesistöjä. Purkuvesistön laadun muutos voi olla kohtalaisen vähäinen, jolloin puhutaan likaantumisesta. Tiettyyn rajaan saakka vesistön likaaminen voi olla sen yleiskäyttöä, josta ei välttämättä aiheudu korvausvelvollisuutta. Pilaantumisen käsitteeseen liittyy aina vesistön tilan huonontumisesta johtuva haitta jollekin vesistön käyttömuodolle. Saastuminen ilmentää tavallisesti terveydellistä haittaa esim. bakteerien aiheuttamana. Esim. Taskila Esim. Taskila

5 Lupaehtojen mukaiset pitoisuudet lähtevässä vedessä BOD 7ATU  15 mg/l P kok  0,5 mg/l Poistoteho BOD 7ATU  90 % Poistoteho P kok  90 %

6 ESIKÄSITTELY ESIKÄSITTELY Esikäsittelyllä pyritään jätevedestä erottamaan karkeat kiintoaineet laitoksen muun toiminnan suojaamiseksi. Samalla parannetaan puhdistustulosta. Öljyjen ja rasvojen erotus pyritään järjestämään jo muodostumiskohteessa, jolloin puhdistamolla ei yleensä tarvita erillistä erotinta. Välpät jaetaan tavallisesti seuraavasti (Kaupunkiliitto 1980): -harvat välpät, säleväli 40 ‑ 100 mm -tiheät välpät, säleväli 10 ‑ 35 mm ‑ kiinteät tiheät välpät ‑ repijävälpät Harvat välpät ovat yleensä käsin puhdistettavia ja tiheät välpät koneellisesti puhdistettavia.

7 JÄTEVEDEN KÄSITTELYN PERUSTEET VK JÄTEVEDEN KÄSITTELYN PERUSTEET VK ESIKÄSITTELY Esikäsittelyn tarve Esikäsittelyn tarve PumppaamoPumppaamoPumppaamo VälpätVälpätVälpät HiekanerottimetHiekanerottimetHiekanerottimet RasvanerotusRasvanerotusRasvanerotus Esi-ilmastusEsi-ilmastusEsi-ilmastus SiivilöintiSiivilöintiSiivilöinti

8 Esi-ilmastus Esi-ilmastuksen tarkoituksena on palauttaa jätevesi aerobiseen tilaan. Sen lisäksi tällä tavalla saadaan poistetuksi orgaanisia, haihtuvia aineita, jos niitä vedessä on. Kirjallisuudessa olevat tiedot tarvittavasta viipymästä vaihtelevat 5...45 min ja ilmamäärä 20...110 % jätevesivirtaamista. Näinkin suuri vaihtelu jo osoittaa, että mitoitus on mitä suurimmassa määrin tapauksesta riippuvainen. Yleisintä on, että ilmastettu hiekanerotus toimii myös esi-ilmastuksena. Esi-ilmastus Esi-ilmastuksen tarkoituksena on palauttaa jätevesi aerobiseen tilaan. Sen lisäksi tällä tavalla saadaan poistetuksi orgaanisia, haihtuvia aineita, jos niitä vedessä on. Kirjallisuudessa olevat tiedot tarvittavasta viipymästä vaihtelevat 5...45 min ja ilmamäärä 20...110 % jätevesivirtaamista. Näinkin suuri vaihtelu jo osoittaa, että mitoitus on mitä suurimmassa määrin tapauksesta riippuvainen. Yleisintä on, että ilmastettu hiekanerotus toimii myös esi-ilmastuksena.

9 Siivilöinti Siivilöinti Jos konevälpän pienimmästä sälevälistä noin 10 mm:stä mennään pienempään suuntaan, ovat laitteet tekniikaltaan silloin aivan toisenlaisia. Niitä sanotaan siivilöiksi, ja teholtaan ne asettuvat välppäyksen + hiekanerotuksen ja esiselkeytyksen välille. Sama koskee myös niiden hintaa. Varsinkin silloin, kun siivilään kuuluu tiheäsilmäinen viira, on vähintäänkin harva välppä sen edessä tarpeellinen. Siivilöiden käyttö ei vielä ole kovin yleistä, mutta saattaa olla yleistymässä. Esimerkkinä mainittakoon Äänekosken kaupungin puhdistamo. Sen suunnittelussa välppä, hiekanerotus ja esiselkeytys korvattiin kahdella rumpusiivilällä (toinen varalaite), millä saatiin huomattava kustannussäästö. Toiminnallisia vaikeuksia laitoksella ei tämän takia ole ollut

10 HIEKANEROTTUMIT HIEKANEROTTUMIT Hiekanerotuksessa pyritään vedestä poistamaan halkaisijaltaan 0,2 mm suuremmat mineraaliset ainekset. Periaatteessa tämä tapahtuu siten, että virtausnopeus lasketaan 0,3 - 0,5 m/s:iin, jolloin tällaiset epäpuhtaudet jäävät hiekanerotusaltaan pohjalle. Hiekanerotus voi olla suorakaiteen muotoinen, laajennettu kanava tai esim. pyöreä allas, johon vesi johdetaan tangentiaalisesti. Hiekanerottimia, joissa veden nopeus hidastuu altaan poikkileikkauksen kasvusta johtuen, ei juuri enää käytetä.

11 Yleisempiä ovat altaat, joissa veden kiertoliike ja sen kautta sopiva virtausnopeus saadaan aikaan ilmastuksen avulla. Kuvassa 7 on esitetty tällaisia hiekanerotusaltaita. Viipymän tulee olla vähintään 1,5 min optimiarvon ollessa 6 - 7 min. Altaan tulee olla niin pitkä, että vesi tekee siinä vähintään kolme kierrosta. Pitkät ja kapeat hiekanerottimet antavat yleensä paremman tuloksen kuin lyhyet ja leveät.

12 Välpät Välppä on ritilä, jossa säleet ovat 30 - 70  kulmassa kanavan pohjaan nähden. Käsivälpissä (käytetään myös nimitystä harva välppä) säleväli on 40 - 100 mm ja,kuten nimikin sanoo, ne puhdistetaan käsin välppäharavaa käyttäen. Jos säleväli on pienempi, välppä tukkeutuu niin nopeasti, että sen puhdistaminen vaatii kohtuuttoman paljon työtä. On todettu, että esim. 30 mm:n sälevälillä oleva välppä voi tukkeutua parissa tunnissa. Kuitenkin välpän on pysyttävä auki ainakin yön yli, usein koko viikonlopun ajan. Kun vielä otetaan huomioon, että välpän puhdistaminen on ikävää työtä, käsivälppää ei voida suositella ainoana välppänä. Usein se on kuitenkin konevälpän varalaitteena.

13

14 Rasvanerotus Rasvanerotus Erillistä rasvanerotusta ei yleensä tarvita. Asia hoidetaan useimmiten siten, että ilmastettuun hiekanerotukseen järjestetään pintalietteen poisto esim. ns. ryyppyruuhen avulla. Tämä on kouru, jota voidaan kääntää siten, että pintaliete sekä mahdolliset rasvat valuvat siihen. Tällä jakeella on oltava erillinen kokoojakaivo, joka tarpeen tullen tyhjennetään tankkiautolla. Mihinkään muualle prosessiin tätä vettä ei saa johtaa. Tavanomainen biologinen puhdistusvaihe pystyy käsittelemään pienet rasva- ja öljymäärät.

15 Käsitteitä Laskeutus, sedementation tank Altaiden muotoilu Mitoitus 1) Tehostettu laskeutus Flotaatio Suodatus Kiintoaineen erotusmenetelmien yhteensopivuus Laskeutus sedementation tank Altaiden muotoilu Mitoitus1) Tehostettu laskeutus Flotaatio Suodatus Laskeutus sedementation tank Altaiden muotoilu Mitoitus1) Tehostettu laskeutus Flotaatio Suodatus

16 SELKEYTYS Jätevedessä olevat kiintoaineet voidaan erottaa esim. selkeyttämällä tai suodattamalla. Selkeytys taas voi olla joko: laskeutusta tai flotaatiota

17 Vedenpuhdistusprosessien yhteydessä esitetyistä tehostetuista laskeytysmenetelmistä jäteveden puhdistuksessa käytetään vain lamelleja eikä niitäkään kovin yleisesti. Aktiivilietteen erotukseen lamelleja on kyllä kokeiltu mutta huonoin tuloksin. Korkean kiintoainepitoisuuden omaavien vesien puhdistukseen lamelleja ei pidä käyttää. Esilaskeytyksessa taas epäpuhtaudet ovat välpistä huolimatta sen verran karkeita, etteivät lamellit sovellu tähänkään puhdistusvaiheeseen. Sensijaan kemiallisen lietteen laskeytykseen ne soveltuvat, ja siihen niitä jätevesitekniikassa pääasiassa käytetäänkin. Rakenteeltaan jäteveden puhdistuksessa käytettävät lamellit ovat samanlaisia kuin vedenpuhdistuksessakin. VYH ei ole antanut ohjeita niiden mitoituksesta, mutta ruotsalaisten ohjeiden mukaan pintakuorma saisi olla enintään 10 - 15 m/h vapaata vedenpintaa kohti laskettuna ja 0,4 - 0,6 m/h kaikkien lamellien yhteistä vaakatasoon projisioitua pinta-alaa kohti laskettuna. Lietteen poisto lietetaskusta on siten järjestettävä, ettei lietepinta koskaan pääse nousemaan lamelleihin asti.

18 Estetyssä laskeytyksessa hiukkasten vajoamisnopeus riippuu myös niiden pitoisuudesta vedestä. Tämä käy ilmi kuvasta 11. Hiukkaset ovat niin lähellä toisiaan, että niiden syrjäyttämä vesi joutuu kulkemaan rajoitetussa tilassa, ikään kuin putkessa, jolloin vajoaminen ei riipukaan yksistään painovoimasta. Biologisen aktiivilietteen laskeuttaminen on lähes aina ns. estettyä lasketusta, koska vapaan ja estetyn laskeytyksen välisen kiintoainepitoisuuden raja-arvo on noin 2600 mg/l.

19 Selkeytys Selkeytys Selkeytyksellä tarkoitetaan vedessä olevan kiintoaineksen poistamista painovoimaa hyväksi käyttäen. Hiukkasten koko vaihtelee tällöin silmin havaittavasta lähelle kollodihiukkasten kokoa. Selkeyttämällä erotettavat hiukkaset voivat olla joko vedessä luonnostaan esiintyviä (viemärivesi) tai veden aikaisemmissa käsittelyvaiheissa kemiallisin tai biologisin menetelmin aikaan saatuja. Selkeytyksen tavallisin muoto on laskeutus, jolloin erotettavat hiukkaset ovat vettä raskaampia ja laskeutuvat painovoiman vaikutuksesta pohjaan. Flotaatiossa hiukkaset muutetaan ilmakuplien avulla selvästi vettä keveämmiksi ja ne kohoavat käsittelyprosessissa pinnalle (ilmaflotaatio). Flotaation toisena muotona on vettä luonnostaan keveämpien hiukkasten, kuten öljypisaroiden tai rasvahiukkasten erottaminen vedestä, jolloin prosessi on toimintaperiaatteeltaan ja järjestelyiltään myös flotaatio

20 Selkeytys Vedenpuhdistuksen yksikköoperaatioita koskevassa luentosarjassa on esitetty lasketuksen teoria siinä tapauksessa, että kysymys on erillishiukkasten lasketyksesta tai flokkuloivasta lasketyksesta. Kummassakin tapauksessa on kysymys vapaasta putoamisesta eli hiukkaset vajoavat toisistaan riippumatta. Jäteveden puhdistuksessa tällainen on tilanne esim. esilasketuksessa tai kemiallisesti saostetun lietteen lasketyksessa. Pintakuormateoria pitää paikkansa tämän tyyppisten lasketysaltaiden suunnittelussa

21 Mitoitusvirtaama Mitoitusvirtaama Kaikki em. osatekijät on otettava huomioon arvioitaessa puhdistamon mitoitusvesimäärää. Se voidaan laskea kaavasta: q mit = mitoitusvirtaama k mit = vuorokausivaihtelusta riippuva mitoitusvirtaama­kerroin Q A =asutuksen jätevesien keskimääräinen virtaama (m 3 /d) T A =vuorokauden niiden tuntien lukumäärä, joiden aikana pääasiallinen jätevesikuormitus tulee puhdista­molle Q T =teollisuuden jätevesien keskimääräinen virtaama (m 3 /d) T T =vuorokauden niiden tuntien lukumäärä, joiden aika­na teollisuusjätevedet pääasiallisesti joh­detaan puhdistamolle. Q V =sade-, perustusten kuivatus- ja vuotovesien kes­ kimääräinen virtaama (m 3 /d) Kerroin k mit riippuu siitä, kuinka paljon puhdistamolle tule­va vesimäärä vaihtelee. Vaihtelut riippuvat verkoston kunnosta ja vuotovesistä. Myös mitä pienempi on laitos sitä suurem­pi vaihtelu. Taulukossa 4 on esitetty suositus k mit :n arvois­ta.

22 JÄTEVESIEN AEROBINEN BIOLOGINEN PUHDISTUS JÄTEVESIEN AEROBINEN BIOLOGINEN PUHDISTUS Biologisen kasvun perusteita Aktiivilieteprosessi Prosessin periaate Toimintaparametreja Ilmastuksen teoria Hapetuskapasiteetti ja – tehoilmastimet Kompressorit Aktiivilieteprosessin muunnokset Biologinen suodin Biologinen toiminta suotimessa Rakenteet Biologisen suodattimen mitoitus ja puhdistusteho Käyttöalue Bioroottori JÄTEVESIEN AEROBINEN BIOLOGINEN PUHDISTUS

23 Biologisten käsittelymenetelmien yleisenä Biologisten käsittelymenetelmien yleisenä. Biologisten käsittelymenetelmien yleisenä periaatteena on aikaansaada edulliset olosuhteet orgaanisen aineksen biokemialliselle hapetustoiminnalle. Orgaaninen aine pyritään saamaan muotoon, missä se voidaan esim. laskeuttamalla erottaa vedestä. Biologisessa käsittelyssä biomassa käyttää orgaanista ainetta ravintonaan. Kasvun ja ravinnon suhdetta voidaan kuvata kuvan 94 kaaviolla. Biomassan muodostavat bakteerit, alkueläimet ja madot. Eri lämpötila-alueilla on erilainen valikoima, mistä johtuu, että biologisessa puhdistuksessa suuret äkilliset lämpötilan vaihtelut ovat vahingollisia. Sama koskee useimpia muitakin kuormitustekijöitä. Biologisten käsittelymenetelmien yleisenä

24 Biologinen käsittely voidaan jakaa aerobiin ja anaerobiin käsittelyyn. Biologinen käsittely voidaan jakaa aerobiin ja anaerobiin käsittelyyn. Aerobeja menetelmiä ovat mm.: -lammikot -aktiivilietemenetelmän eri muunnokset -biosuodattimen muunnokset Myös anaerobikäsittely voi tapahtua erilaisissa reaktoreissa tai suodattimissa. Aerobisen biologisen käsittelyn perusyhtälöt ovat: Synteesi: Org.aine + NH 3 + O 2 ‑ > soluja + CO 2 + H 2 O Solujen hapettaminen Solumassa + O 2 ‑ > CO 2 + H 2 0 + NH 3 1 g orgaanista ainetta tarvitsee hapettuakseen 1,4 g happea. Biologinen käsittely tehoaa juuri orgaaniseen aineeseen, fosforin tehokas poisto edellyttää kemikaalien käyttöä. Biologinen käsittely edellyttää ravinteita olevan oikeassa suhteessa, jotta biomassan toiminta olisi tehokasta. Optimaalinen BHK 7 :N:P suhde on likimäärin 100:5:1. Erityisjärjestelyin tästä voidaan jonkin verran poiketa.

25 Aktiivilietemenetelmä Aktiivilietemenetelmä Oleellisimmat aktiivilieteprosessiin vaikuttavat tekijät ovat orgaanisen aineksen määrä ja laatu, veden happipitoisuus, lämpötila, pH, ravinteet (N ja P) ja myrkylliset aineet. Jätevesien lämpötila vaihtelee melkoisesti, mutta käytettäessä riittävän lietepitoisuutta puhdistusteho säilyy hyvänä. Äkilliset vaihtelut ovat haitallisia. pH pyritään pitämään lähellä neutraalia. Ravinteiden optimisuhde on likimäärin BHK 7 :N:P = 100:5:1. Asumajätevesissä on riittävästi ravinteita, teollisuuden jätevedet saattavat vaatia ravinnelisäystä. Aktiivilietemenetelmällä päästään 80 ‑ 95 %:n BHK ‑ reduktioon ja 20 ‑ 40 %:n fosforireduktioon.

26 Aktiivilietelaitoksesta on olemassa erilaisia muunnoksia. Tällaisia ovat mm. pitkäilmastuslaitos, jossa on pitkä viipymä ja hyvä käyttövarmuus sekä biosorptiolaitos, jossa on lietteen erillinen ilmastus ennen varsinaista ilmastusallasta. Biologisia menetelmiä on kehitetty myös ravinteiden poistoon soveltuviksi. Tällöin tavallisesti käytetään aerobi ‑ anaerobi ‑ yhdistelmäkäsittelyä.

27 Anaerobikäsittely sekoitusreaktorit ja suodattimet. Anaerobikäsittely Anaerobikäsittely tapahtuu hapettomassa tilassa. Orgaaninen aines muuttuu hapettomiin olosuhteisiin sopeutuneen bakteerikannan vaikutuksesta ensin orgaanisiksi hapoiksi ja lopulta metaanikaasuksi. Biomassan tuotanto on pieni, ylijäämälietettä syntyy vähän. Anaerobikäsittelyn energiantarve on pieni. Tarvittava viipymä on pitkähkö. Prosessi on herkkä häiriöille. Syntyvä ylijäämälietemäärä on pieni. Erilaisia laitostyyppejä ovat sekoitusreaktorit ja suodattimet.

28 Biologinen typenpoisto Biologinen typenpoisto Asumajätevesien typpi on pääasiassa ammoniumtypen (NH 4 ) muodossa. Hapettuessaan nitraatiksi tämä kuluttaa vesistön happivaroja. Useilla jätevedenpuhdistamoilla pyritäänkin ammonium jo laitoksella hapettamaan nitraatiksi. Typpi on eräissä olosuhteissa myös vesistöjä rehevöittävä tekijä. Anaerobisissa olosuhteissa nitraattia pelkistyy typpikaasuksi ja vapautuu ilmakehään. Tehokas typenpoisto edellyttääkin puhdistamolla olevan sekä hapellisia että hapettomia olosuhteita.

29 BIOLOGISET LAMMIKOT Kehitys Suomessa Fakultiiviset lammikot Toiminta Sekoitus Liete Syvyys Aerobiset lammikot Anaerobiset lammikot Lammikoiden suunnittelua Altaiden lukumäärä Rakenteellisia näkökohtia Altaiden mitoitus Ilmastetut lammikot Toiminta Hapentarve ja hapetusteho Jälkiselkeytys Rakenteellisia näkökohtia

30 Biologinen suodin Biologisesssa suotimessa, joka tosin ei ole suodin vaan bio­filmireaktori, jätevesi puhdistetaan siten, että se levitetään erityisen kennoston päälle, jonka raken­nepin­noille muodostuu mikrobeista biofilmi. Siinä olevat hajottaja­orgamismit puhdis­tavat jäteveden. Biologisia suotimia on kahta tyyppiä, matala- ja kor­keakuormitteisia, joista vain jälkim­mäisiä nykyään rakenne­taan. Kuvissa 34 ja 35 on esitetty vastaavat toimin­takaavi­ot. Erona on, että kor­keakuor­mitteises­sa suotimessa jäte­vettä kierrätetään, matalakuor­ mitteisessa ei. Biologinen toiminta suotimessa Suodinväliaineen pinnalle muodostuvan biomassan koostumus ja määrä riippuvat lähinnä tulevan veden laadusta ja hyd­raulisesta kuormasta. Kuvassa 36 on esitetty biofilmin ra­ kenne. Mikäli virtaus on pieni, biofilmistä tulee melko pak­su, jolloin rakennepinnan ja aerobisen kerroksen väliin syn­tyy myös anaerobinen kerros. Biofilmin lajikoostumus on täl­löin erilai­nen eri syvyyksillä. Mikäli hydraulinen kuormitus on voimakas, on muodostuva biofilmi ohut, anaerobista ker­rosta ei ole, ja lajikoostumus on sama läpi koko suotimen. Jälkimmäi­seen tilanteeseen pitäisi pyrkiä, ts. tilanteeseen, jolloin biofil­mi muodostuu, mutta se ei kasva liian paksuksi tukkiak­seen suotimen. Asia on hoidettavissa hydraulista kuormitus­ta säätä­mällä. Hyvän puhdistustuloksen saavuttami­seksi biolo­giseen suotimeen tulevassa vedessä on myös oltava ravintei­ta sopivas­sa suhteessa, BOD 7 :N:P = 100:5:1.

31 Biologisen suotimen mitoitus ja puhdistusteho Hydraulinen kuormitus: - matalakuormitteinen <0,2 m 3 /m 2  h - normaalikuormitteinen 0,6 - 1,2 m 3 /m 2  h - korkeakuormitteinen 0,7 - 1,5 m 3 /m 2  h Tilavuuskuorma: - matalakuormitteinen <0,25 kg BOD 7 /m 3  d - normaalikuormitteinen 0,5 - 0,9 BOD 7 /m 3  d - korkeakuormitteinen 0,9 - 1,3 "

32 Lietteen käsittely Lietteen käsittely Lietteen käsittelyn kannalta ovat tärkeitä tekijöitä (Kaupunkiliitto 1980): -lietteen käyttö ja sijoitus -valitun sijoitustavan asettamat vaatimukset lietteelle -laitoksen koko ja puhdistusmenetelmä -eri lietteenkäsittelymenetelmien vaikutus lietteeseen -lietteenkäsittelyn vaikutus puhdistamolle -kustannukset

33 Tavallisimmat lietteenkäsittelymenetelmät ovat: Tavallisimmat lietteenkäsittelymenetelmät ovat: a) sakeutus + stabilointi + kunnostus + kuivatus b) stabilointi + kunnostus + kuivatus c) kunnostus + kuivaus d) sakeutus + kalkkistabilointi Lietteen stabiloinnilla tarkoitetaan lietteessä tapahtuvan biotoiminnan lopettamista tai keskeyttämistä. Lietteen stabilointiin käytetään mädätystä tai lahotusta. Lisäksi voidaan käyttää kalkkistabilointia. Sitä käytetään etenkin pienehköissä laitoksissa. Liete kuivataan useimmiten ennen lopullista sijoittamista. Kuivaukseen käytetään lähinnä suotonauhapuristimia ja linkoja. Lietteen loppusijoittaminen on osoittautunut ongelmaksi. Välillä jo varsin hyvään vauhtiin päässyttä käyttöä maataloudessa rajoittavat kiristyneet raskasmetallirajoitukset (Puolanne 1990). Lietettä onkin jouduttu yhä enemmän kompostoimaan ja käyttämään viherrakentamisessa.

34 BIOLOGISET LAMMIKOT Kehitys Suomessa Biologisissa lammikoissa jäteveden puhdistuminen tapahtuu pääasiassa samalla tavalla kuin luonnollisissa vesistöissä. Periaate on siis käyttäjälle helppo ja myös lammikon raken­ne on yksinkertainen. Ei ole näin ollen ihmeellistä, että ne olivat hyvin suosit­tuja, kun 1960-luvulla ruvettiin suunnit­telemaan jäteveden keskitettyä puhdistamista. Biologinen lammikko ja imeytysojasto (jätevesi kulkee turpeen lävitse) olivatkin yleisimmät pienten taajamien puhdistamotyypit. Vaatimustason noustessa lammikot osoittautuivat kuitenkin jo seuraavalla vuosikymmenellä teholtaan (var­sinkin tal­violosuh­teissa) riittämättömiksi. Nykyään niitä ei tiettävästi ole sellaisenaan käytössä asumajäteve­den puhdistuksessa muuten kuin eräänlai­sina jälki­puhdistamoi­na. Kemikaaleilla tehostet­tuja lammikkoja on käytössä vielä kaikissa Pohjoismaissa. Sensijaan joidenkin teollisuusvesien käsittelyssä lammikoin­ti voi edelleenkin olla ratkaisu. Esim. sokeri- ja pe­runa­jauhotehtailla jätevedet, joita muodostuu lyhyen toiminta­kauden aikana syksyllä, kerätään pääosin lammikoihin, joissa ne saavat seistä aina seuraavan toimintakauden alkuun asti. Myös kaivannaisteolli­ suus käsittelee jätevetensä laajoissa, jopa kymmenien heh­taarien suuruisissa altaissa. Ne ovat kui­tenkin lähinnä me­kaanisia laskeutusaltaita.

35 Lämpimillä vyöhyk­keillä ja erityisesti kehitysmaissa biologis­ten lammikoiden toiminta­edellytykset ovat oleellisesti parem­mat kuin meillä. Siellä lammikkopuhdistus on ja tulee myös olemaan tärkein jäteveden käsittelytapa. Sen suurina etuina ovat halvat ra­kennuskustan­nukset ja helppo hoito. Varjopuolis­ta pahinta, jäätymistä talvella, ei noissa olosuhteissa ole lainkaan. Tästä syystä seuraavassa käsitelläänkin lammikointia lähinnä lämpimiä vyöhykkeitä silmällä pitäen. Tietysti samat peri­aatteet ovat paikkansa pitäviä kesäaikana Suomessakin. Biologiset lammikot voidaan jakaa kolmeen ryhmään: - fakultatiiviset lammikot - aerobiset lammikot - anaerobiset lammikot Näiden lisäksi oman ryhmänsä muodostavat ilmastetut ja kemial­lisesti tehostetut lammi­kot.

36 Fakultatiiviset lammikot Toiminta Termi fakultatiivinen tarkoittaa sitä, että näissä lammikoissa biologinen toiminta on sekä aerobista (ylemmissä vesikerroksissa) että anaerobista (pohjan läheisyydessä). Jätevesi tulee niihin joko suoraan viemäristä tai esilaskeutuksen kautta. Vaikka ylempi, aerobinen kerros saakin happitäydennystä ilmasta, suurin osa hajoitustoimintaa suorittavien bakteerien tarvitsemasta hapesta syntyy kuitenkin levien yhteyttämistoiminnan tuloksena. Toisaalta taas levät käyttävät hyväkseen hajotustoiminnan tuloksia, hiilidioksidia, ammoniakkia ja fosfaatteja

37 Sekoitus Vaikka kyseessä onkin fakultatiivinen lammikko, pyritään kuitenkin siihen, että aerobinen vyöhyke olisi dominoiva. Onhan aerobinen hajotustoiminta tehokkaampaa kuin tavanomainen anaerobinen. Tämän takia sekoitus on tärkeätä. Mitä tehokkaampi sekoitus, sitä syvemmälle aerobinen vyöhyke ulottuu. Ulkopuolinen sekoitus pitää liikkeessä myös levät, jotka eivät pysty liikkumaan itsenäisesti. Tärkein sekoituksen aikaan saava voima on tuuli. Sen takia lammikon tulisi olla mahdollisimman avoimella paikalla, vaikka esteettiset syyt puoltaisivatkin pensaiden istuttamista sen ympärille. Sekoittumista vastustaa lämpötilakerrostuneisuus, joka helposti syntyy lammikkoon. Siihen kuuluu myös harppauskerros. Levät vajoavat melko nopeasti kaikkein ylimmistä vesikerroksista, joissa lämpötila saattaa olla korkea, konsentroituneen kerroksen syvyydelle 300-500 mm pinnan alapuolelle. Tämä kerros absorboi tehokkaasti myös valoa, ja usein terminen harppauskerros on juuri sen alapuolella. Siinä olevat tai sen lävitse vajonneet levät eivät enää saa valoa riittävästi eivätkä ole mukana hapen tuotannossa. Lämpötilakerrostuneisuuden muodostuminen on siis ei-toivottu tapahtuma.

38 Kompostikäymälät Käymälätoiminnat voidaan hoitaa yksinkertaisesti mutta hygieeniseesti kompostiperiaatteella myös sisätiloissa. Esimerkkinä voidaan esittää kaksi tyyppiä. Ekotuoli on kompostointitekniikkaan perustuva käymälä, joka tarvitsee sähköliitännän, mutta ei vesijohtoa eikä viemäriä (kuva 106). Sen takaosassa on ns. kasetti, jossa sijaitsevat käymälätoiminnalle välttämättömät puhallin, lämmityselementti ja termostaatti. Kompostoituminen tapahtuu hallituissa olosuhteissa nopeasti. Viikottain kompostia möyhennetään kiinteästi asennetulla hämmentimellä muutamia minuutteja. Tuolin alla olevaan laatikkoon mahtuu 5 - 10 kg valmista kompostia, joka tyhjennetään tarpeen mukaan. Tuuletusputki laitteesta viedään katolle.

39 JÄTEVESIEN ANAEROBISET KÄSITTELYMENETEMÄT Anaerobisen käsittelyn perusteet Anaerobinen hajoaminen ja sen mikrobiologia Anaerobisen ja aerobisen käsittelyn erot Anaerobikäsittelyyn vaikuttavia tekijöitä Olosuhteet Inhiboivat ja toksiset yhdisteet Anaerobiprosessin suunnittelu ja toimintaparametrit Käynnistys Prosessin ohjaus Anaerobireaktorit Yleistä Lammikko Kontaktiprosessi Lietepatjareaktori Suodin Leijupetireaktori

40 RAVINTEIDEN POISTO Fosforin poiston kemiaa Fosfori jätevedessä Alumiinisuolat 3-arvoisen raudan suolat 2-arvoisen raudan suolat Kalkki Fosforin poistossa käytettävät kemikaalit Alumiinisuolat Rautasuolat Kalkki Kemikaalien käyttö Suomessa Biologinen fosforin poisto Typenpoiston biologiaa Typpi jätevedessä Nitrifikaatio Denitrifikaatio

41 KEMIALLISEN KÄSITTELYN JA TYPEN POISTON TEKNISET RATKAISUT Kemiallinen käsittely Eri mahdollisuudet Suora saostus Esisaostus Rinnakkaissaostus Jälkisaostus Typenpoisto Nitrifikaatio Denitrifikaation hiililähteet Prosessijärjestelyt HYPRO-järjestelmä Desinfiointi Muita menetelmiä

42 LIETE Lietteen määrä ja laatu Lietteiden hydrauliikka Lietteen tiivistys Laskeutustiivistys Flotaatiotiivistys Lietteen stabilointi Kalkkistabilointi Mädätys Lahotus Lietteen kuivatus Lietelavat Lietteen kunnostus Koneellinen kuivatus Lietteen kuljetus ja varastointi Lietteen sijoittaminen ja hyötykäyttö