ERIKOISTAPAUKSET VEDEN KÄSITTELYYN SIVUTUOTTEISTA TEHDYILLÄ RAKEILLA,

Transkriptio

1 ERIKOISTAPAUKSET VEDEN KÄSITTELYYN SIVUTUOTTEISTA TEHDYILLÄ RAKEILLA, Kuokkanen, T., Kuokkanen, V., Rämö, J. Rakeistettujen materiaalien ominaisuuksia Kalsiumkarbonaatti, tuhka, verkkosilikaattipohjainen materiaali. Yhdyskunnallinen jätevesi, kaivos- ja elintarviketeollisuuden jätevedet.

2 1. Rakeistettujen materiaalien ominaisuuksia Tuhkarakeet hydraulisesti edullisia: Q = kia A A A i KÄSITTELY HELPOMPAA: LOGISTIIKKA, LATAUS, PURKU, REGENEROINTI... PÖLYÄMINEN VÄHÄISEMPÄÄ

3 : Adsorptioteknisesti edullista: O HALUTAANKO: 1 rakeen pintaan Pb 2+ Pb(OH) + HO VAHVOJA SIDOKSIA? HELPOSTI REGENEROITAVIA SIDOKSIA?

4 Kalsiumkarbonaatti Kalsiumkarbonaattirakeet yleisesti käytössä pohjavesitekniikassa: H + + CaCO 3 Ca 2+ + HCO 3 - Kolminkertainen hyöty: ph, alkaliteetti ja kovuus lisääntyvät. Ei yliannostusvaaraa.

5 Rakeistettu kalsiumkarbonaatti käytössä myös maanparannusaineena ja järvien sekä happamien kaivosvalumavesien neutraloijana Sivutuotemateriaalit usein oksidin, hydroksidin ja karbonaatin seoksia pitkäaikaisvaikutus, nopea vaikutus, puskurointi.

6 Tuhka Tuhkalla saatu fosforille yli 95% reduktioita fosfaattitasoilta 15, 50 ja 90 mg/l. Sulfaatin poistossa sivutuotetuhkarakeet toimivat sekä kalsiumin lähteenä että ph:n nostajina. Tuhkarakeet voivat toimia happamien alunamaiden sekä kaivosteollisuuden valumavesien neutraloijana (metallien saostussovellutukset).

7 Case: tuhka+jätevesien typpi NYKYTILA: Ammoniakkisynteesi, denitrifikaatio. UUTTA: Jätevesien typen hyödyntäminen.

8 YHDYSKUNNALLINEN JÄTEVESI / Kemicond-menetelmä Kemicond Esiselkeytyksen ylijäämäliete käsitellään kemiallisesti: Rikkihappo-vetyperoksidi-natriumhydroksidi

9 YHDYSKUNNALLINEN JÄTEVESI / Kemicond Näin käsitellyn lietteen kuiva-ainepitoisuus nostetaan linkoamalla: 3-5% 22-25%. Rejektiveden typpipitoisuus luokkaa 100 mg/l. (Fosforia 10 mg/l) Määritys talviolosuhteissa, jolloin laitoksella ei typenpoistoprosessia.

10 YHDYSKUNNALLINEN JÄTEVESI / Kemicond Kemicond-lietettä käytetään typpi- ja fosforilannoitteena sekä maanparannusaineena vilja- ja energiakasvien viljelyyn. N 4,2%ka, P 0,6%ka, K 0,2%ka. ka.24% Täyttää lannoitevalmistelain hygieenisyysvaatimukset. Tällöin peltomaan ph:arvon on oltava yli 5,8. Kemicond-lietteen ja tuhkan yhdistäminen NPKlannoiterae, jossa parannusta ph-ongelmaan.

11 YHDYSKUNNALLINEN JÄTEVESI / Anaerobinen tekniikka Myös mädätysprosessin rejektivesi potentiaalinen: Case: (josta vesiliukoista 2600 mg/l). rejektissä typpeä 2940 mg/kg fosforia 17 mg/l. Mädäte (ka. 37%): typpeä 2,5% ka. fosforia 3,2% ka. E. Coli: <1 mpn /g, Salmonella: ei todettu /25g

12 SUUREMPIEN LIETEPITOISUUKSIEN SYMBIOOSIRAKEET (2. ESIKOKEET) Raakarae OV-liete 20 % OV-liete 30 % OV-liete 40 % BT-liete 20 % BT-liete 30 % P tot [mg/kg] ( ) N tot [mg/kg] Lopputulos: Teknisesti kaikki rakeistukset onnistuivat ongelmitta Lietteen suurempi pitoisuus symbioosipelleteissä kasvattanut typpipitoisuuksia selkeästi Fosforianalyysit osoittivat myös nousua pitoisuuksissa lietepitoisuuden kasvaessa Rakeet nyt kuitenkin mekaanisesti selkeästi hennompia kuin enemmän tuhkaa sisältävät Tarvittaessa seoksen joukkoon voitaisiin lisätä teräskuonaa tai jätekalkkia kovetinaineeksi? (Ks. näytepurkit!) VILLE KUOKKANEN / Kemian laitos

13 Uusia symbioosiraetuotteita koerakeistettu ja analysoitu erittäin lupaavin tuloksin Typpi- ja fosforipitoisuuksia saatiin nostettua selkeästi Mitä enemmän lietettä joukossa, sitä enemmän typpeä rakeissa Fosforipitoisuuteen vaikutus pienempi Reilummin lietettä sisältävät rakeet mekaanisesti heikompia, teräskuona/jätekalkkilisäykset avuksi? Kokeet onnistuneet teknisesti mainiosti, rakeistusveden korvaaminen rejektivesillä/märkämädätteellä mahdollista (joskaan ei merkittävää vaikutusta ravinnepitoisuuksiin) Koerakeistuksia tullaan jatkamaan VILLE KUOKKANEN / Kemian laitos

14 YHDYSKUNNALLINEN JÄTEVESI: Sivutuoterakeet bioreaktorin kantajaaineena BIOKAASU KÄSITELTY VESI

15 ELINTARVIKETEOLLISUUDEN JÄTEVESI Case: elintarviketeollisuus Typpeä jopa luokkaa 150 mg/l. Sekoituskoesarja: -suspendoitiin 10 min elintarviketeollisuuden jätevettä ja biotuhkaa -Tuhkapitoisuudet 0,5 kg/m 3 ja 1 kg/m 3, jolloin saostamalla kaikki typpi päädyttäisiin sakan typpipitoisuuksiin 23% ja 13%.

16 TUHKAAN SAATU TYPPI ELINTARVIKETEOLLISUUDEN JÄTEVEDESTÄ Tuhka Tuhka, kg/m 3 ph muu Typpi, % ka. 1 5,4 3,4 0,5 5,5 4,0 Tuhkarakeet 1 3,1 voivat toimia typen poistossa 3, ,6 0,5 3,0 4,2 0,5 10 1,5 1 5,1 PIX 1dl/m 3 2,7 0,5 5 PIX 1 dl/m 3 4,1 1 5 PIX 2dl/m 3 1,7 0,5 5 PIX 2dl/m 3 4,5 1 5,6 MgSO 4.7H 2 O 0,7 kg/m 3 1,9 1 10,5 MgSO 4.7H 2 O 0,7 kg/m 3 1,0

17 ELINTARVIKETEOLLISUUDEN JÄTEVESI Johtopäätös: Kannattaako prosessoida arvokasta resurssia energiaintensiivisellä prosessilla vai ottaa typpi talteen metsälannoiteeksi?

18 KAIVOSTEOLLISUUDEN JÄTEVESI ORE CONVEYING CRUSHING MILLING END PRODUCT. FROTHING EXTRACTION REG TREATMENT OPERATIONS ENRICHMENT SAND BASIN CLARIFIER EXPLOSIONS NITROGEN STORAGE HILLS RIVER or LAKE even SEA TREATMENT OPERATIONS

19 KAIVOSTEOLLISUUDEN JÄTEVESI Typpeä sekä ammonium että nitraattimuodossa Räjäytysten jälkeen pitoisuudet voivat nousta tasolle 10 mg/l, jopa 200 mg/l tietyissä virtaamissa. Biologiset prosessit inerttejä kylmille olosuhteile Metallit voivat olla ongelma raetuotteistuksessa.

20 Case: kaivosteollisuuden valumavesi Case: silikaattirakeilla saavutettuja kaivosvesien puhdistustuloksia. Aquaminerals Finland Ltd. Al Cd Co Fe Mn Ni Zn U mg/l: 0,72 0,095 0, ,4 41,5 0,045 Pelletti 79% 90% 96% >99% 83% 98% >99% 87% Harva rae 79% 90% 96% >99% >99% >99% >99% >99% Al Cd Co Fe Mn Ni Zn U mg/l: 28,1 0,087 0,28 11,7 10,6 3,41 14,5 4,7 Pelletti 97% 89% 95% 99% 96% 99% 99% 93% Harva rae >99% 89% 95% >99% >99% >99% >99% 96%

21 YHTEENVETO: SIVUTUOTERAKEET VOIVAT TOIMIA ADSORBENTTEINA JA AINEENSIIRTÄJINÄ: KIITOS.