University of Oulu

Puhdistamon jälkeisen jätevedenkäsittelyn tehostaminen Taivalkosken jäteveden puhdistamolla

Saved in:
Author: Arola, Minna
Organizations: University of Oulu, Faculty of Technology, Department of Process and Environmental Engineering, Environmental Engineering
Format: ebook
Online Access: PDF Full Text (PDF, 5.2 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201301231007
Language: Finnish
Published: Oulu : M. Arola, 2013
Publish Date: 2013-01-23
Physical Description: 156 p.
Thesis type: Master's thesis (tech)
Tutor: Sallanko, Jarmo
Reviewer: Sallanko, Jarmo
Description: Nykyään 1960 – luvulla käytetyt lammikkopuhdistamot edustavat vanhaa jätevesien puhdistustekniikkaa ja ympäri Suomen lammikoita on korvattu puhdistamouudistuksilla ja pintavalutuskentillä tai ne on suljettu. Tämän diplomityön tutkimusaiheena oli selvittää Taivalkoskella jätevesipuhdistamon lähistöllä sijaitsevan luonnontilaisen suon soveltuvuutta jätevesien jälkikäsittelyyn käytettäväksi pintavalutuskentäksi. Lisäksi työssä kartoitettiin puhdistamon alueella sijaitsevan kolmiosaisen lammikkopuhdistamon vaihtoehtoisia uusiokäyttömahdollisuuksia. Tutkimustulosten perusteella voidaan arvioida sekä kosteikon soveltuvuutta pintavalutuskentäksi että lammikoiden käyttömahdollisuuksia tulevaisuudessa. Työn keskeisinä aiheina olivat typen poiston tehostaminen kylmissä oloissa ja luonnonmukaisten menetelmien hyödyntäminen jäteveden jälkikäsittelyssä Taivalkoskella. Luonnonsuon soveltuvuutta pintavalutuskentäksi arvioitiin perustutkimuksilla, joihin kuuluivat tulevan kentän kaltevuuden, turvepaksuuksien, hydraulisen johtavuuden, huokoisuuden, maatuneisuusasteen ja kasvillisuuden määrittäminen. Tutkimustulokset ja niistä saadut mitoitusarvot olivat vastaavanlaiset ja samaa suuruusluokkaa kuin pohjoisessa sijaitsevien Kompsansuon ja Rukan pintavalutuskenttien mitoitusarvot. Lammikkopuhdistamon soveltuvuutta uusiokäyttöön ja eri käyttötarkoituksiin arvioitiin lammille tehtyjen perusmittauksien avulla. Näihin perusmittauksiin lukeutuvat lampien happipitoisuuksien määrittäminen talviaikaan, sedimenttinäytteiden otto sekä pohjasedimentin määrän ja lammikoiden pohjankorkeuksien määrittäminen. Lisäksi lammikoiden toimintaa arvioitiin tilastollisin menetelmin velvoitetarkkailun vesinäytteiden perusteella pitkäaikaisen toiminnan näkökulmasta vuodesta 1990 vuoteen 2008, ja nykyisen toiminnan näkökulmasta ajanjaksolla 2010 - 2012. Vuonna 2008 Taivalkoskella tehtiin puhdistamouudistus. Lisäksi lammikoiden kesä- ja talviajan toimintaa analysoitiin tilastollisesti. Lammikoiden pohja-sedimenttinäytteiden osalta todettiin pienimmän lammikon sisältävän kohtuullisen paljon haitta-aineita. Tilastollisen analyysin perusteella lammikot puhdistavat typpeä hyvin kesäaikaan, mutta samalla kiintoaineiden vapautuminen pohjasedimenteistä heikentää Iijokeen johdettavan veden laatua. Tulosten perusteella todettiin, että kohdealueella sijaitseva kosteikko soveltuu pintavalutuskentäksi. Saatuja mittaustuloksia verrattiin elinkeino- liikenne- ja ympäristökeskuksen asettamiin pintavalutuskentän suositusarvoihin. Lammikkotulosten perusteella lammille luotiin viisi erilaista jatkotoimenpidevaihtoehtoa. Suotuisimmaksi vaihtoehdoksi nousi vaihtoehto, jossa ensimmäinen lammikko kunnostetaan esiselkeytysaltaaksi, toinen lammikko kasvipeitteiseksi vapaan vedenpinnan kosteikoksi ja kolmas lammikko pintavalutuskentän tapaiseksi kasvillisuuskentäksi. Toisen ja kolmannen lammikon väliin on suositeltu hapettavan ilmastuspadon rakentamista. Ehdotettu vaihtoehto on edullinen, pienentää pinta-alakohtaista haitta-ainekuormitusta ja pidentää viipymäaikaa, jolloin myös typen poisto paranee. Lisätutkimuksena olisi tärkeä seurata kuinka ehdotettu systeemi käytännössä toimii ympäri vuoden, ja mitkä ovat sen todelliset puhdistustulokset eri vaiheiden jälkeen.
Popular pond systems built in 1960’s have been seen as an old technic to treat wastewater and nowadays they are replaced by investments of wastewater plant or by using treatment wetlands, or they are closed. This master thesis discovers the possibility of usage of nearby wetland in Taivalkoski to perform as a tertiary treatment wetland for household wastewater. In addition an old tree-parted pond system in the wastewater plant yard was investigated. The aim of investigations was to discover possible future use and value of the pond system. Due to investigation results it is possible to determine whether natural swamp is able to perform as tertiary wastewater treatment wetland. The purpose of this thesis is all together to find options to improve the effectiveness of tertiary treatment of wastewater in Taivalkoski. Main issues discussed are the effectiveness of nitrogen removal in cold conditions and the use of natural wastewater purification processes. Natural swamp near wastewater plant was investigated with basic measurements. Those basic measurements include the measurements of slope, thickness of peat, hydraulic conductivity, porosity, decomposition rate and flora. Measured values of wetland site are similar to values measured in Ruka and Kompsansuo treatment wetlands in northern Finland. Basic measurements were made also for ponds. Measurements included oxygen measurements during winter time, sediment analysis, thickness of sediment layer in the bottom of the pond and location and height of bottom. In addition, statistical analysis of operation of pond was made in the view of longer and shorter term. In addition winter and summer operation of ponds was analyzed statistically. Measured data was gathered from the annual water samples. Results show that only smallest pond has a moderate amount of harmful substances. Statistical analysis and measurements show that during summer time nitrogen removal in ponds increases. At the same time also solid substances release from the sediment layer and that decreases the quality of treated water. According to the results natural wetland near treatment plant can be used as a tertiary wastewater treatment wetland. Measured results were compared to typical values of Finnish treatment wetlands. According to pond results and analysis, five options were created for usage of old ponds. The most relevant option is option, which is combination of pre-treatment pond, vegetation field and treatment wetland. This option is innovative, cheap and it decreases the surface loading of wetlands and increases the detention time of wastewater in the process. Smaller loading and longer detention time will increase the effectiveness of total nitrogen removal. Issues of further studies can include the observation of different treatment units and their purification efficiency itself and annually.
Subjects:
Copyright information: This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.