haku: @keyword flocculation / yhteensä: 14
viite: 3 / 14
| Tekijä: | Poutanen, Heikki Juhani |
| Työn nimi: | Alkukemikaloinnin tehostaminen talousveden valmistuksessa |
| Enhanced coagulation in drinking water treatment | |
| Julkaisutyyppi: | Diplomityö |
| Julkaisuvuosi: | 2012 |
| Sivut: | 94 Kieli: fin |
| Koulu/Laitos/Osasto: | Yhdyskunta- ja ympäristötekniikan laitos |
| Oppiaine: | Vesihuoltotekniikka (Yhd-73) |
| Valvoja: | Vahala, Riku |
| Ohjaaja: | Tuutijärvi, Tanja ; Härkki, Heli |
| Digitoitu julkaisu: | https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/100203 |
| OEVS: | Digitoitu arkistokappale on julkaistu Aaltodocissa
|
| Sijainti: | P1 Ark Aalto | Arkisto |
| Avainsanat: | flocculation coagulation sedimentation TOC zeta-potential flokkaus koagulaatio selkeytys TOC zeta-potentiaali |
| Tiivistelmä (fin): | Tässä diplomityössä tutkittiin alkukemikaloinnin tehostamisen vaikutusta orgaanisen aineen poistoon talousveden valmistuksessa sekä tarkasteltiin alkukemikalointiprosessin toimivuutta. Työ on jaettu kirjallisuuskatsaukseen ja kokeelliseen osaan. Tutkimuksen kirjallisuusosassa on käsitelty luonnon vesissä esiintyvän orgaanisen aineen koostumuksen arviointiin ja tutkimiseen yleisimmin käytettyjä menetelmiä. Lisäksi on käsitelty kemialliseen saostukseen vaikuttavia tekijöitä ja eri saostusmekanismeja. Tutkimuksen kokeellisessa osassa selvitettiin laitosmittakaavassa HSY:n Pitkäkosken vesilaitoksella saostuskemikaaliannoksen lisäämisen vaikutusta selkeytetyn ja hiekkasuodatetun veden orgaanisen aineen määrään. Samalla selvitettiin laitoksen vaakaselkeytyksen kapasiteettia ja laitoksen rakenteellisista ratkaisuista aiheutuvia toimintaeroja. Lisäksi selvitettiin orgaanisen aineen kokojakauman muuttumista alkukemikaloinnissa, ja tutkittiin astiakokeilla lämpötilan, pH:n ja koagulanttiannoksen vaikutusta flokkien pintavaraukseen. Laitosmittakaavan kokeita tehtiin kahdella eri koejaksolla: 1. koejakso raakaveden lämpötilan laskiessa (10,7 °C:sta 6,3 °C:een) ja 2. koejakso kylmän veden aikana (4,3 - 2,8 °C). Tutkimuksessa havaittiin orgaanisen hiilen kokonaismäärän (TOC, Total Organic Carbon) vähenevän raakaveden lämpötilan laskiessa 10,7 °C:sta 6,3 °C:een samalla kun suurennettiin saostuskemikaaliannos 47 g/m3 annokseen 53 g/m3. Kyseisellä annoksella tutkittujen selkeytysaltaiden TOC -pitoisuuksien keskiarvo laski 0,24 mg/l. Kylmällä vedellä suurin TOC -reduktio saavutettiin kemikaaliannoksella 57 g/m3, mutta TOC -pitoisuudet eivät alentuneet. Sekoituksen tehostamisen todettiin tasaavan altaiden välisiä eroja, kunnes raakaveden lämpötila laski riittävästi. Pintakuorman nostaminen kohotti TOC- ja UV -absorbanssiarvoja ja lisäsi selkeytetyn veden sameutta. Erot selkeytysaltaiden TOC -reduktiossa optimiannoksella olivat pieniä. Suurimmillaan erot olivat toisella koejaksolla kaksi prosenttiyksikköä, UV -absorbanssireduktiossa erot olivat suuremmat. Sameudet olivat molemmilla koejaksoilla korkeakuormitteisissa selkeytysaltaissa noin 0,3 FTU:ta korkeammat kuin normaalikuormitteisissa selkeytysaltaissa. Orgaanisen aineen kokojakauman ei havaittu muuttuvan raakaveden lämpötilan laskiessa, mutta selkeytetyssä vedessä havaittiin enemmän pienimolekyylimassaisia yhdisteitä kuin raakavedessä. Astiakokeissa havaittiin partikkeleiden pintavarauksen alenevan kemikaaliannosta lisäämällä ja pH:ta alentamalla. Optimisaostus- pH:n havaittiin olevan 0,3 pH yksikköä korkeampi kylmällä vedellä. Sekoituksen tehostamisesta huolimatta, pH -erot vaihtelivat noin 0,3 yksikköä osaston eri päiden selkeytysaltaiden välillä. Tämä viittaa koagulantin epätasaiseen jakautumiseen altaiden kesken. Saostus- pH:n ja TOC:n poiston välillä ei kuitenkaan havaittu riippuvuutta. Koagulanttiannosta voisi olla mahdollista alentaa, jos koagulantin syöttö ja pH voidaan säätää nykyistä paremmin. |
| Tiivistelmä (eng): | In this study the effects of enhanced coagulation to organic matter removal, and also the functioning of coagulation were observed. The study is divided in literacy and experimental part. The literacy part of the study presents the most widely used classification methods for natural organic matter. Also the parameters affecting coagulation and different coagulation mechanisms are presented. The experimental part of this study was conducted in full-scale at Pitkäkoski Water Treatment Plant of HSY by studying the effects of increased coagulant dose to the amount of total organic carbon (TOC), that is passed through settling and sand filtration. The capacity of the plant's settling, and the operational differences from constructional solution, was studied. Also the molecular weight distribution of the raw water, and its changes during coagulation, sedimentation and sand filtration were also investigated. The effects of temperature, pH and coagulant dose to particle surface-charge were investigated with series of jar tests. The full-scale experiments were conducted in two separate periods: 1. with raw water temperature decreasing from 10,7 °C to 6,3 °C and 2. with cold water (4,3 - 2,8·°C). The results show that TOC could be lowered by raising the coagulant dose from 47 g/m3 to 53 g/m3, when the raw water temperature changed from 10,7·°C to 6,3 °C. With this coagulant dose the average TOC decreased 0,24 mg/l. With the cold raw water the optimum coagulant dose was 57 g/m3. With this dose no change in the average TOC was observed. The improved rapid-mixing conditions lowered the differences between settling basins, until the raw water temperature decreased enough. The higher flow rate of the basins increased the UV -absorbance, TOC and turbidity of the settled water. Differences in TOC -reduction with optimized coagulant dose between the settling basins were small. The largest differences observed in cold water were two percent. The differences in UV -absorbances were slightly higher. The turbidity was 0,3 FTU higher with the higher capacity settling basins during both measurement series. The molecular weight distribution of the raw water remain unchanged with decreasing temperature, but the portion of low molecular weight compounds was higher at lower temperature. In jar test the increase of the coagulant dose was observed to lower the particles surface-charge. Also the optimum coagulation pH was 0,3 units higher during cold water tests. Differences in pH between settling basins were about 0,3 units, between basins in opposite ends of the hall, which suggests that the coagulant is not evenly distributed. However, relationship between pH and TOC reduction could not be observed. It could be possible to lower the coagulant dose, if the dosing and pH control, could be improved. |
| ED: | 2012-09-07 |
INSSI tietueen numero: 45239
+ lisää koriin
INSSI