RAAKAVETENÄ AURAJOKI HAASTEET JA RATKAISUT TURUN SEUDUN VESI OY:N VARAVESILAITOKSEN PROSESSIVALINTAAN. Iida Sormanen, Heli Härkki, Jussi Mäenpää

Transkriptio

1 RAAKAVETENÄ AURAJOKI HAASTEET JA RATKAISUT TURUN SEUDUN VESI OY:N VARAVESILAITOKSEN PROSESSIVALINTAAN Iida Sormanen, Heli Härkki, Jussi Mäenpää Vesihuoltopäivät, 1 TURUN SEUDUN VESI OY Yhdeksän Turun seudun kunnan omistama tukkuvesiyhtiö Toimittaa vettä 9 kunnalle, asiakasta Toimitettavan veden määrä m 3 /vrk Toimiva tekopohjavesijärjestelmä PÖYRY PRESENTATION 2 2 1

2 LÄHTÖKOHDAT TURUN SEUDUN VESI OY:N VEDENHANKINTAAN Turun Seudun Vesi Oy:n (TSV) lupaehto vaatii varavesilaitoksen, jolla varmistetaan vedensaanti kaikissa olosuhteissa Uusi varalaitos vanhan Halisten vesilaitoksen alueelle Valtakunnallisesti arvokasta maisemaaluetta ja merkittävää rakennettua kulttuuriympäristöä Raakavetenä Aurajoen vesi Vaiheteleva vedenlaatu ja lämpötila Korkea orgaanisen aineen pitoisuus Sameus voi nousta keväällä lumien sulamisen aikaan vedenottopisteessä jopa > 500 FNU. PÖYRY PRESENTATION 3 3 UUDEN LAITOKSEN REUNAEHDOT Rakennuspaikka, käyttötarkoitus ja raakavesi luovat erilaisia reunaehtoja uudelle laitokselle Reunaehdoista käytiin keskustelemassa eri sidosryhmien kanssa (mm. Turun kaavoitus-, liikenne- ja rakennuslupavirasto, ELY-keskus) Uuden varavesilaitoksen tulee: 1) sulautua rakennettuun ympäristöön ja maisemaan 2) soveltua ns. stand-by käyttöön ja olla nopeasti käyttöönotettava 3) olla kooltaan pieni 4) olla kohtuullinen investointikustannuksiltaan 5) tuottaa talousvesikelpoista vettä PÖYRY PRESENTATION 4 4 2

3 PROSESSIVAIHTOEHTOJEN KARTOITUS Projektin vaiheet ja lähtökohdat Kehittämissuunnitelma 2009, yleissuunnitelma 2015 Hanke uudelleen käyntiin 2017 Vaatimus saada investointikustannuksia pienemmäksi sekä tilantarve pienemmäksi rakennuspaikkaan liittyvien reunaehtojen takia Keväällä 2018 Kirjallisuusselvitys, jossa pääroolissa mikrohiekalla tehostettu selkeytys ja kalvotekniikat Laitoshaastatteluja Euroopan ja Pohjois-Amerikan vesilaitoksiin, joissa kalvotekniikoita tai mikrohiekalla tehostettua selkeytystä käytössä PÖYRY PRESENTATION 5 5 PROSESSIVAIHTOEHTOJEN KARTOITUS Kirjallisuusselvityksen ja laitoshaastattelujen tulokset Rakenteelliset, käytön ja kustannukselliset reunaehdot Raakaveden tuottamat haasteet Mikrohiekalla tehostettu selkeytys Laitosvierailu kohteisiin, joissa raakavesi vastasi Aurajoen laatua ja lämpötiloja (Kanada) Koeajot mikrohiekalla tehostetulla selkeytyksellä (Actiflo ) PÖYRY PRESENTATION 6 6 3

4 MIKROHIEKALLA TEHOSTETTU SELKEYTYS Toimintaperiaate PÖYRY PRESENTATION 7 7 KOEAJOJEN JÄRJESTÄMINEN Koelaitteisto Veolialta Koeajot polyalumiinikloridilla (PAX XL100) ja ferrisulfaatilla (PIX-322) Aurajoen veden lämpötila ja laatu vaihtelevat merkittävästi vuodenaikojen mukaan Koeajojen jakaminen kylmän ja samean veden koeajoihin Viipymän vaikutus tuloksiin Ennen koeajoja laboratoriomittakaavan purkkikokeet kemikaaliannostukset, ph-alueet ja polymeerilaatu. PÖYRY PRESENTATION 8 8 4

5 TULOKSET Sameus ja kiintoaine Sameuden reduktiot pääosin yli 90 %, lähtevän veden sameus 2,8-9,4 FNU Kiintoainereduktiot %, lähtevän veden pitoisuus 3,9-21 mg/l PÖYRY PRESENTATION 9 9 TULOKSET Orgaaninen aine Orgaanisen aineen reduktiot % COD ja % TOC Lähtevän veden COD 2,8-5,3 mg/l ja TOC 3,6-5,3 mg/l PÖYRY PRESENTATION

6 HUOMIOITAVAA SAOSTUSKEMIKAALEISSA Aurajoen vedessä korkeita rauta-, alumiini- ja mangaanipitoisuuksia Rautaa ja alumiinia poistui hyvin orgaanisen aineen mukana Mangaanin poisto vaati erillisen hapettimen ph:n säätö saostuskemikaalilla näkyi ajoittain korkeina lähtevän veden rauta- tai alumiinipitoisuutena ph:n säätö hapolla voi vähentää ongelmaa Polyalumiinikloridin käyttö voi nostaa lähtevän veden kloridipitoisuuden yli sille asetetun enimmäispitoisuuden vesijohtomateriaalien syöpymisen ehkäisyksi (25 mg/l) PÖYRY PRESENTATION MIKROHIEKALLA TEHOSTETTU SELKEYTYS Polymeerin käyttö PÖYRY PRESENTATION

7 MIKROHIEKALLA TEHOSTETTU SELKEYTYS Viipymä ja standby-käyttö Kemikaloinnin viipymä suunniteltava kylmimpien lämpötilojen mukaan Koeajoissa viipymällä hieman vaikutusta orgaanisen aineen poistoon Soveltuu hyvin standby -käyttöön, nopea käynnistyminen PÖYRY PRESENTATION KÄYTTÖKOKEMUKSIA MUILTA LAITOKSILTA Kompakti tekniikka Nopea käynnistyminen. Käyttökatkoksen jälkeen Actiflo saavuttaa täyden kapasiteettinsa noin minuutin kuluttua (Oset, Norja & Red Deer, Kanada) Liika hiekan syöttö aiheuttaa hiekan laskeutumista altaisiin eikä edistä flokin muodostumista (Oset, Norja) Huoltotoimenpiteet Lamellien pesu (lamellien likaantuminen heikentää flokin laskeutumista) Altaiden tyhjentäminen ja puhdistaminen Ajoittain hydrosykloneiden, pumppujen, putkien avaaminen tukoksista Hiekan määrän seuraaminen Sekoittimien öljyjen vaihto Sopeutuu nopeasti tulevan veden laatuvaihteluihin ja toimii hyvin myös kylmillä vesillä (Red Deer, Kanada) Mikrohiekalla tehostettu selkeytys vaatii pienemmän koagulantin syötön talvella kuin perinteinen selkeytys (Red Deer, Kanada) PÖYRY PRESENTATION

8 LAITOSVIERAILUT KANADASSA Glenmoren vesilaitos, Calgary - Kokemukset: - Vaatii alussa optimointia, kun sopivat ajoparametrit löydetty, on operointi jatkossa yksinkertaista ja prosessiin oltu tyytyväisiä - Lamellit romahtaneet lietteen painosta kerran alas, korjattu ja lisätty ilmahuuhtelu - Perinteinen saostus-selkeytysprosessi on kuin Cadillac, toimii hyvin ja vakaasti kun mennään suoraan ja käännökset hitaita ja Actiflo puolestaan kuin urheiluauto, toimii nopeasti ja valmis nopeisiin muutoksiin, mutta vaatii jatkuvasti pientä säätöä ja seuraamista Raakavesi: Elbow River Prosessi: Kemiallinen saostus alumiinisulfaatilla, Actiflo, desinfiointi natriumhypokloriitilla välialtaassa, 2- kerrossuodatus, jälkidesinfiointi natriumhypokloriitilla Actiflo-prosessi Glenmore Mitoitus m3/d Yksiköitä kpl 4 Pintakuorma m/h (keskim. 30) Kationinen polymeeri mg/l 0,5 0,8 Käynnistymisaika/linja min 60 PÖYRY PRESENTATION LAITOSVIERAILUT KANADASSA Red Deer vesilaitos, Red Deer Tausta: Vanhat kontaktisuodattimet olivat saneeraustarpeessa, kapasiteetti ei riittänyt tulevaisuuden tarpeisiin Vaihtoehdot: 1) saneerata vanhat kontaktisuodattimet, 2) rakentaa 2 uutta kontaktisuodatinta, 3) Actiflo, 4) ultrasuodatus Actiflo valittiin, koska se mahdollisti parhaan tilan käytön; vapautuneeseen tilaan saatiin lisää suodattimia sekä UV-laitteet Kokemukset Hyvin haastavasta jokivedestä saatiin myös tulva-aikana tasalaatuista vettä, prosessi seurasi nopeasti vedenlaadun muutoksia Vierailun aikaan kevättulva, sameus korkeimmillaan 600 NTU, selkeytyksen jälkeen 1,5 NTU Laitteiston räätälöity mitoitus tärkeää Lamellien ilmapesu oltava Hydrosyklonit vaativat eniten huoltoa Raakavesi: Red Deer River Prosessi: mikrosiivilöinti, hapetus KMnO4, kemiallinen saostus alumiinisulfaatilla, Actiflo, 2- kerrossuodatus, UV-desinfiointi, klooriamiinidesinfiointi Actiflo-prosessi Red Deer Mitoitus m3/d Yksiköitä kpl 2 Pintakuorma m/h 40 Kationinen polymeeri mg/l 0,1 0,4 Hiekka g/l 3-6 Käynnistymisaika/linja min 60 PÖYRY PRESENTATION

9 KIITOS! Iida Sormanen PÖYRY PRESENTATION Consulting. Engineering. Projects. Operations