Ravinteet ja Itämeri Vesiyhdistyksen jätevesijaoston te ta

Transkriptio

1 Kemiallinen fosforinpoisto Pietarissa Ravinteet ja Itämeri Vesiyhdistyksen jätevesijaoston te ta

2 Esityksen pääkohdat Pietarin fosforinpoiston lyhyt historia Puhdistamotekniikkojen erikoisuudet Saostustapojen valinta P poiston tuloksia Pietarin Keskeiseltä puhdistamolta Pietarin Vodokanalin laitokset joissa kemiallinen P-poisto käytössä Kohdattuja ongelmia 2

3 Pietarin jätevedenpuhdistuksen P-poiston historia Ennen vuotta 2005 Pietarin Vodokanalin puhdistamoista yksikään ei käyttänyt mitään fosforinsaostuskemikaalia! Kokeiluja oli tehty jo vuonna 1989 Kemiran toimesta t ferrosulfaatilla Tulokset hyvin vajavaisia kokeista pilottimittakaavassa, Pohjoinen laitos Hyväksyttävää fosforin saostusreduktiota ei osoitettu saavutetun, epäkohtia löytyi runsaasti, Fe myrkkyä! Raudan ja alumiinin käyttö jätevesiin on ollut lähes kiellettyä Rautaa on pidetty raskasmetallina, jota tulee välttää Tot Fe-pitoisuus lähtevässä jätevedessä < 0,2 mg/l Uudet päästörajat Fe:lle ovat kypsymässä ja tästä rajasta voidaan jo lipsua ja ehkä luopuakin myöhemmin (sakot) Ennen Neuvostoliiton hajoamista 1990 oltiin jo lähellä sen suhteen, että olisi aloitettu presidentti Gorbatsovin kanssa allekirjoitettu ohjelma Suomenlahden suojelemiseksi jossa oli fosforin saostus mukana 3

4 Pitkä tie kuljettu kunnes vihdoin valoa putken päässä Monet tahot Suomessa ovat pitkään tehneet työtä jotta fosforin haitallisuus Suomenlahdessa ja Itämeressä on tullut tunnetuksi myös Venäjän puolella Suomessa saavutettuja hyviä fosforin puhdistustuloksia ei aluksi uskottu Viranomaiset elävät vieläkin osin vanhaa Neuvostoaikaa Pietarin Vodokanal on näyttämässä suuntaa jopa maan viranomaisille! Venäjän piti syntyä ja vahva päättäjä tarvittiin ja hänen uskonsa asiaan ennen kuin alkoi tapahtua Vaikka monen henkilön panos on ollut huomattava Suomen puolelta niin Felix Karmazinovin henkilökohtainen panos on ollut merkittävin, hänellä on valtaa ja näkee Suomenlahden puhdistumisen positiivisena Samaan aikaan Suomen puolella on myös alettu ymmärtää ettei yksistään tehostettukaan biologinen jäteveden puhdistusprosessi tuonut riittävää ratkaisua P-poistoon Pietarissa Ympäristöministeriön avustus saostusaineiden annostuslaitteiden hankinnassa Pietarin Vodokanalin käyttöön on ollut hyvin merkittävä Kemira on osaltaan satsannut koagulanttituotannon avaamiseen Pietarissa 4

5 Pietarin olemassa olevien puhdistamoiden tekniikat ymmärrettävä ensin Puhdistamoita on jo olemassa, mutta ne ovat venäläisen suunnittelun mukaan toteutettuja (paitsi Lounainen ja Sestroretskin puhdistamo) Prosessien puhdistustavoitteet olivat vain KA:n ja BOD:n poistoa varten Fosforia poistui vain normaalin biologisen kasvun myötä Pietarin jätevedet ovat edelleenkin laimeita suomalaisen mittapuun mukaan, mutta ne ovat väkevöitymässä ä ä vuosi vuodelta P tot on välillä 3-5 mg/l tulevassa vedessä, PO4-P 2,5-4 mg/l BOD 5 liuk. on useimmiten tasolla mg/l esiselkeyttimen jälkeen Fosfaattia liukenee veteen takaisin esiselkeyttimissä vaikka kiintoaineen mukana poistuukin osa. Usein PO4-P kasvaa 1-2 mg/l esiselkkarissa Lähes kaikilla puhdistamoilla on täydellinen nitrifikaatio, mutta denitrifikaatiota rajoittaa C-lähteen vähäisyys, se kuitenkin toimii BOD:n riittävyyden rajoissa Venäläinen sovellus kemiallisesta fosforinpoistosta Nyt menossa olevien saostusten kokeilut alkoivat laboratoriomittakaavaisina jo 2004 ja siitä on edetty nykypäivän täysmittakaavan käyttöihin Kronshtadt, Kolpino, Metallostroy, Pontonnij, Sestroretsk, Zelenogorsk, Keskeinen ja Lounainen puhdistamo käyttävät fosforin kemiallista saostusta ja Pohjoiselle laitokselle suunnitellaan tulevaksi koeajoja laitoksen virtaamien kasvaessa 5

6 The shematic state of phosphorus in wastewaters (/rejects) Precipitation possibilities Organic bound P -soluble -insoluble Organic bound P -soluble -insoluble Fe (OH)3 + organic prosphor Soluble PO4-P P total before precipitation FePO4 Soluble PO4-P P P total after addition of coagulant FePO4 In particle form after coagulation -possible to separate by sedimentation 6

7 Mahdolliset ja käyttökelpoiset PO4-P:n saostuspaikat Fosforin massatase on tärkein työkalu Lähtökohdat Kok P on merkitsevä PO4-P :n poistolla eri prosessivaiheista on tärkeä osuus Pietarissa ph on ratkaiseva saostuksen tehon saavuttamisessa Fe -addition Fe -addition EBPR prosessi Fe -addition Fe -addition Fe -addition Fe PO4 7

8 8

9 9

10 Mass balances of PO4-P phosphor in C WWTP PO4-P mass balance after Fe-precipitation p Sludges to dewatering 6000 m3/d PO4-P 165 mg/l, 0,99 t/d Fe added to sludge to get needed result 230 g/m3 (PIX g/m3 = 12 t/d ) PO4-P in sludge reject mg/l removed PO4-P 0,39-0,57 t/d Q= m3/d PO4-P = 2,3 mg/l 2,7 t/d Outgoing water m3/d PO4-P 1,3-1,6 mg/l 1,56-1,92, t/d Needed to remove more 0,32-0,72 t P tot/d (0,3-0,6mg/l) Rejects total (thickening, dewatering etc internal water flows) 35000m3/d PO4-P 15 mg/l Fe 36 g/m3 added to rejects to get needed result (PIX-115 =313 g/m3 = 11 t/d) PO4-P in reject 4,2-5,0 mg/l 0,525 t/d removed PO4-P 0,35-0,37 t/d 10

11 Keskeisen puhdistamon fosfaatin saostus lingon rejektistä, ph 5.0 PO4-P ПК Incoming water with water from local sew erage. СК Water af ter f irst precipitation. PO4-Pmg/l 4 3 PK1 Af ter biological tank. First part PK2 Af ter biological tank. Second part. BO1 Water after second precipitation. First part. BO2 Water after second precipitation.second part. ВИ 1 Recycling sluge First part. 2 ВИ2 Recycling sluge. Second part April 05 April 10 April 12 April 17 April 24 April 26 April 03 May 10 May 15 May 17 May 24 May March March March March March March 11

12 Kokonaisfosforin poistuminen Keskeisellä puhdistamolla, Ferix-3 liuoksen annostus lingon rejektiin P tot values ПК Incoming w ater w ith w ater from local sew erage. After first sedim CK 3 After second sedim. BO1 After second sedim. BO March 16 6March 20March 23March 27March 30March 03 April 05 April 10 April 12 April 17 April 24 April 26 April 03 May 10 May 15 May 17 May 24 May 12 Ptot mg/l

13 Erilaiset saostusprosessit erilaisiin laitoksiin Esisaostus / jälkisaostus Laitokset joissa ei ole biologista EBPR prosessia Kolpino, Kronhstadt, Metallostroy, Pontonnij ja Zelenogorsk ovat tyypillisiä laitoksia joissa on ns normaali biologia ilman tehostettua biologista P- poistoa (se ei näissä laitoksissa toimisikaan veden laimeuden vuoksi) Venäläinen biologinen prosessi jossa tehostettua biologista P-poistoa Lounainen puhdistamo, puhdasoppinen EBPR laitos Keskeinen puhdistamo, venäläinen bio-p prosessi, jossa anaerobiosa Pohjoinen puhdistamo, kuten Keskeinen Miten näissä ä laitoksissa i on ollut mahdollista toteuttaa t tt P-poistoa? Sisäisissä kierroissa ollut fosfori on otettu ensin käsittelyyn Keskeisellä ajettu tehokkaita koeajoja liukoisen fosforikierron katkaisemiseksi Lounaisella on sisäisen kierron PO4-P:n saostusta lietteiden sekoitussäiliössä ennen kuivausta ja lisäksi fosforia leikkaava esisaostus 13

14 Millaisia ongelmia on kohdattu P-poiston tiellä Tekniikkaa ei ole riittävästi saatavilla, paljon on toimitettava Suomesta Online mittaukset ovat vaatineet paljon päänvaivaa Uuden tekniikan hyväksyminen vie aikansa Osaajia on mutta motivaatiota puuttuu, poikkeuksiakin on Organisaatiot ovat jäykkiä: tiukasti autoritäärisiä, päätä on lyöty y seinään Rahan käyttäminen kemikaaleihin on uutta ja vaatii koko ajan perusteluja kun useat laitokset ovat vielä kunnoltaankin resuisia Venäläinen on hyvä ostaja ja vaatii koko ajan parasta tulosta pienimmällä panoksella, siksi saostuskehitystä on viety heidän ehdoillaan Ferix-3 liuoksen (Fe 10%) kulutus esisaostus/ jälkisaostuslaitoksissa on ollut välillä 50-80g/m3 Sivuvirtojen (lietteet, rejektit) saostuksessa käytetään suurempia annosmääriä jopa 1-2 kg/m3 mutta niissä onkin sitten paljon fosfaatteja (jopa 200 mg/l) Pintakuormat t selkeyttimissä i usein kestämättömän ättö ä suuret (jopa >2,5m/h) Oppia on tullut meillekin runsaasti - Pietarissa osataan paljon asioita ja tietojen yhdistäminen on ollut hyödyllistä 14

15 Kiitos! 15