University of Oulu

Neutraloimismenetelmiä happamilla sulfaattimailla sijaitsevilta turvetuotantoalueilta lähtevien valumavesien käsittelyyn

Saved in:
Author: Karjalainen, Toni1
Organizations: 1University of Oulu, Faculty of Technology, Environmental Engineering
Format: ebook
Version: published version
Access: open
Online Access: PDF Full Text (PDF, 2.6 MB)
Persistent link: http://urn.fi/URN:NBN:fi:oulu-201405281549
Language: Finnish
Published: Oulu : T. Karjalainen, 2014
Publish Date: 2014-06-02
Physical Description: 51 p.
Thesis type: Master's thesis (tech)
Tutor: Klöve, Björn
Reviewer: Klöve, Björn
Postila, Heini
Description:

Tiivistelmä

Suomessa erityisesti Pohjanlahden rannikolla entisen Litorinameren alueella esiintyy sulfidisedimenttejä. Sulfidisedimenttejä sisältävien alueiden kuivatus esim. maa- tai metsätalouden tai turvetuotannon tarpeisiin aiheuttaa jokiin ja vesistöihin hapanta kuormitusta. Tutkimuksen tavoitteena on selvittää happamien valumavesien neutraloimiseen käytettyjä menetelmiä sekä kehittää ja testata ratkaisuja happamilla sulfaattimailla sijaitsevien turvetuotantoalueiden valumavesien käsittelyyn. Selvityksen tuloksena päädyttiin testaamaan kahta neutralointimenetelmää, alivirtaamaputkella varustettua suodinpatoa ja leijutuskolonnia. Menetelmiä testattiin Laukkuvuoman turvetuotantoalueella Ylitorniossa ja Hangasnevan turvetuotantoalueella Siikajoella. Alivirtaamaputkella varustetut suodinpadot rakennettiin Laukkuvuomalle ja niitä testattiin vuosina 2012 ja 2013. Materiaaleina suodinpadoissa oli toisessa kalkkikiveä ja toisessa teräskuonaa. Hangasnevalla testattiin kesällä 2013 kolmen päivän ajan leijutuskolonnia, jossa neutralointimateriaalina käytettiin granuloitua kalsiumhydroksidia. Kummankin menetelmän seuraamisessa käytettiin hyväksi jatkuvatoimista pH-mittausta, pH:n kenttämittausta ja leijutuskolonnissa myös mm. asiditeetin analysointia vesinäytteistä.

Alivirtaamaputkella varustetun suodinpadon toimintaperiaatteena on ohjata pienet, yleensä ei kovin happamat valumat alivirtaamaputkea pitkin neutralointimateriaalin ohi. Vesimäärän noustessa esim. runsaiden sateiden seurauksena, jolloin valumavesi saattaa olla selvästi happamampaa, vesien on sitten tarkoitus osaltaan virrata myös neutralointimateriaalin läpi. Suodinpadot toimivat vaihtelevasti. Kalkkikivisuodinpato ei vaikuttanut suuresti käsiteltävän veden pH arvoon. Todennäköisesti sen alivirtaamaputki tukkeentui ja luultavasti kalkkikivimateriaali ei päästänyt tarpeeksi vettä virtaamaan padon läpi, koska siinä oli mukana myös pientä raekokoa (0 >). Teräskuonasuodinpato nosti vesinäytteenottojen sekä kenttämittausten perusteella käsiteltävän veden pH:ta keskimäärin 0,7 yksikköä kesällä 2012 tulevan veden keskimääräisen pH:n ollessa 5,3 ja 1,3 yksikköä kesällä 2013 tulevan veden keskimääräisen pH:n ollessa 3,7. Suodinpadossa teräskuonapartikkelit olivat pintakerroksen lisäksi pinnoittuneet myös syvempää, joten vesi on oikeasti virrannut suodinpadon läpi.

Leijutuskolonnissa käsiteltävä vesi pumpattiin neutralointimateriaalin sisältämään kolonniin alakautta niin voimakkaasti, että materiaali saatiin leijumaan. Liikkeen avulla oli tarkoitus ehkäistä neutralointimateriaalin pinnoittumista, jolloin sen neutralointikyky säilyisi paremmin. Leijutuskolonnissa käytetty granuloitu kalsiumhydroksidi nosti voimakkaasti käsiteltävän veden pH:ta, arvon noustessa (jopa yli 12:sta). Se pienensi myös käsitellyn veden asiditeettia tehokkaasti yhteensä 74 % verrattuna tulevan veden asiditeettiin. Materiaali oli kuitenkin jonkin verran pinnoittunut liikkeestä huolimatta. Leijutustilan ja materiaalin liikkeen vaikutusta neutralointimateriaalin pinnoittumiseen tulisi tutkia lisää olosuhteissa, joissa käsiteltävän veden laatuun voidaan vaikuttaa.

Tutkimuksen perusteella alivirtaamaputkella varustettua ja neutralointimateriaalina Raahen Rautaruukki Oy:n teräskuonaa sisältävää suodinpatoa voitaisiin käyttää happamilla sulfaattimailla sijaitsevien turvetuotantoalueiden valumavesien neutraloimiseen, mutta kyseistä materiaalia ei ole enää saatavilla. Vastaavia tuotteita kannattanee myös yrittää löytää. Kalkkikivipatokin saattaisi olla toimiva, jos pienin raekoko saataisiin seulottua pois. Leijutuskolonnia testattiin vain pienessä mittakaavassa, joten isossa koossa tuli ratkaista vielä monia käytännön haasteita, kuten riittävä pumppausenergia, rakenteiden järkevä koko, selkeytysallas/ojasto ja huollon järjestäminen.

see all

Subjects:
Copyright information: © Toni Karjalainen, 2014. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for your own personal use. Commercial use is prohibited.