maanantai, 16. toukokuu 2016

Ensimmäinen mittausmenetelmä kriittisimpään puhdistusvaiheeseen – Suomessa kehitettiin uusi keino jätevedenpuhdistuksen analysointiin

 

Elisa Koivuranta kehitti väitöstyössään Oulun yliopistossa uuden, putkivirtaukseen perustuvan kuvantamismenetelmän. Sillä on mahdollista analysoida jätevedenpuhdistusprosessin kriittisintä osa-aluetta, flokin muodostusta, johon tällä hetkellä ei ole markkinoilla mittausmenetelmää.

Väitöskirjassa tehdyn kehitystyön ja tutkimuksen tuloksena saatiin menetelmä, joka soveltuu hyvin flokkien rakenteen, kuten koon ja muodon, analysointiin, ja tulokset korreloivat prosessin todellisten puhdistustulosten kanssa. Tutkimus aloitettiin tutkimalla flokin muodostusta teollisella jätevedenpuhdistamolla laboratoriokäyttöön soveltuvalla laitteella.

Tutkimusta jatkettiin kehittämällä samalla menetelmällä toimiva online-laitteisto, jota testattiin onnistuneesti kunnallisella jätevedenpuhdistamolla. Tulosten perusteella menetelmä soveltuu käytettäväksi reaaliajassa puhdistamolla, ja se antaa jäteveden puhdistusprosessista tärkeää informaatiota, jota voitaisiin hyödyntää esimerkiksi prosessin optimoinnissa.

EU:n ja kotimainen jätevesilainsäädäntö ovatkin säännöllisesti kiristyneet, mikä velvoittaa puhdistamoita tehostamaan ja valvomaan prosesseja. Tämä avaa uusia mahdollisuuksia myös mittalaitteiden markkinoille.

Flokin muodostus on kriittinen vaihe biologisessa jätevedenpuhdistuksessa, jota käytetään erityisesti kunnallisille jätevesille, mutta usein myös teollisille jätevesille. Biologisessa jätevedenpuhdistuksessa erilaiset mikrobit käyttävät jäteveden orgaanisen aineksen muodostaen flokkeja, jotka voidaan erottaa jätevedestä laskeuttamalla ne altaan pohjalle.

Biologisena prosessina flokinmuodostus on kuitenkin herkkä häiriöille ja siten prosessi on vaikea hallita. Suurten, tiiviiden ja kestävien flokkien muodostus onkin prosessin onnistumisen kannalta tärkeää.

Erilaiset häiriöt flokin muodostuksessa johtuvat yleensä mikrobien tasapainotilan muutoksesta, minkä seurauksena voi muodostua esimerkiksi liian pieniä flokkeja, jotka eivät laskeudu hyvin. Tällöin kiintoainetta pääsee mahdollisesti jopa vesistöihin asti aiheuttaen siellä muun muassa rehevöitymistä.

Väitöskirjatyössä kehitetyn analytiikan avulla on mahdollista saavuttaa sekä kustannussäästöjä että parempaa puhdistustulosta.

Elisa Koivuranta väittelee Oulun yliopistossa 20. toukokuuta 2016. Prosessitekniikan alaan kuuluvan väitöskirjan otsikko on Optical monitoring of flocs and filaments in the activated sludge process (Flokkien ja rihmojen optinen kuvantaminen aktiivilieteprosessissa).