Viransuon kuivatusvesien kemikaloinnin jälkineutralointi
Hämäläinen, Niika (2015)
Hämäläinen, Niika
Savonia-ammattikorkeakoulu
2015
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201503253565
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201503253565
Tiivistelmä
Tässä opinnäytetyössä selvitettiin Viransuon turvetuotantoalueelle sopivaa neutralointilaitteistoa kemikalointivesien neutralointiin, sekä tarkasteltiin neutralointilaitteiston toimintaa pH:n nostossa. Lisäksi tarkasteltiin millaisia vaikutuksia neutraloinnilla on vedestä mitattaviin parametreihin ja niiden pitoisuuksiin. Tärkeänä tekijänä neutraloinnissa ovat kustannukset, jotka laskettiin teoreettisesti.
Happamuus on vesistöissämme ongelma, joka aiheuttaa luonnollisen elinympäristön muuttumista ja siksi veden eliöiden ja eläinten määrä voi vähentyä. Neutraloinnilla tarkoitetaan kaikkia toimenpiteitä, joilla pyritään nostamaan veden pH-arvoa ja puskurikapasiteettiä. Neutralointi voidaan toteuttaa usealla eri emäksisellä kemikaalilla, kuten lipeällä (NaOH), soodalla (Na2CO3), kalkin eri muodoilla, kuten sammutetulla kalkilla (Ca(OH)2), sammuttamattomalla kalkilla (CaO), kalkkikivellä (CaCO3), sekä dolomiitilla (MgCO3). Opinnäytetyössä käytettiin neutralointikemikaalina 20-prosenttista lipeää. Emäksinen kemikaali neutraloi veden sisältämän hiilidioksidin bikarbonaatiksi nostaen samalla veden pH:ta. Soilta tulevat humuspitoiset vedet ovat usein luontaisesti happamia koska ne sisältävät humushappoja. Lisäksi työssä tarkasteltavalla alueella happamuutta lisää Viransuon kemiallinen vedenkäsittely, jossa turvetuotannon kuivatus- ja valumavedet puhdistetaan ferrisulfaatilla koagulaatio-flokkulaatioprosessissa. Tämän takia Vapo Oy:n Kangasjärven alueen Viransuolle alettiin kehittää työssä tarkasteltavaa neutralointilaitteistoa, jonka avulla turvetuotannosta tulevan veden vesistövaikutuksia voitaisiin vähentää Kangasjärvessä.
Työssä saatujen tulosten perusteella lipeä toimii neutralointikemikaalina hyvin ja sillä on voimakkaasti neutraloiva vaikutus veteen. Neutraloinnin jälkeen havaittiin positiivisia muutoksia vedestä mitatuista parametreistä. Neutraloinnin jälkeen vesinäytetuloksissa laskivat CODMn-, kokonaisfosfori- ja rautapitoisuudet ja pH nousi ylöspäin. Väriluku tosin oli korkeampi neutraloinnin jälkeen, mikä selittynee lipeän flokkeja hajottavasta vaikutuksesta. Työssä käytetty laitteisto tosin oli säädön osalta hieman puutteellinen, mikä aiheutti pH:n epävakaan pysymisen halutussa 5,9 pH-arvossa. Neutralointikoeajon tuloksia ja neutraloinnissa testattua laitteistoa voidaan hyödyntää myös kehitettäessä neutralointia muihinkin kohteisiin, kuten muille turvetuotantoalueille tai happamille luonnonvesille. Kemikaloinnin kustannukset vaihtelevat riippuen vuodesta todella paljon, koska alueella kemikaloitavien vesien määrä vaihtelee vuosittaisen sademäärän ja valunnan mukaan. Kustannuksiin vaikuttaa myös lipeän hinta, joka vahvistetaan Vapo Oy:lle kolmeksi kuukaudeksi kerrallaan.
Happamuus on vesistöissämme ongelma, joka aiheuttaa luonnollisen elinympäristön muuttumista ja siksi veden eliöiden ja eläinten määrä voi vähentyä. Neutraloinnilla tarkoitetaan kaikkia toimenpiteitä, joilla pyritään nostamaan veden pH-arvoa ja puskurikapasiteettiä. Neutralointi voidaan toteuttaa usealla eri emäksisellä kemikaalilla, kuten lipeällä (NaOH), soodalla (Na2CO3), kalkin eri muodoilla, kuten sammutetulla kalkilla (Ca(OH)2), sammuttamattomalla kalkilla (CaO), kalkkikivellä (CaCO3), sekä dolomiitilla (MgCO3). Opinnäytetyössä käytettiin neutralointikemikaalina 20-prosenttista lipeää. Emäksinen kemikaali neutraloi veden sisältämän hiilidioksidin bikarbonaatiksi nostaen samalla veden pH:ta. Soilta tulevat humuspitoiset vedet ovat usein luontaisesti happamia koska ne sisältävät humushappoja. Lisäksi työssä tarkasteltavalla alueella happamuutta lisää Viransuon kemiallinen vedenkäsittely, jossa turvetuotannon kuivatus- ja valumavedet puhdistetaan ferrisulfaatilla koagulaatio-flokkulaatioprosessissa. Tämän takia Vapo Oy:n Kangasjärven alueen Viransuolle alettiin kehittää työssä tarkasteltavaa neutralointilaitteistoa, jonka avulla turvetuotannosta tulevan veden vesistövaikutuksia voitaisiin vähentää Kangasjärvessä.
Työssä saatujen tulosten perusteella lipeä toimii neutralointikemikaalina hyvin ja sillä on voimakkaasti neutraloiva vaikutus veteen. Neutraloinnin jälkeen havaittiin positiivisia muutoksia vedestä mitatuista parametreistä. Neutraloinnin jälkeen vesinäytetuloksissa laskivat CODMn-, kokonaisfosfori- ja rautapitoisuudet ja pH nousi ylöspäin. Väriluku tosin oli korkeampi neutraloinnin jälkeen, mikä selittynee lipeän flokkeja hajottavasta vaikutuksesta. Työssä käytetty laitteisto tosin oli säädön osalta hieman puutteellinen, mikä aiheutti pH:n epävakaan pysymisen halutussa 5,9 pH-arvossa. Neutralointikoeajon tuloksia ja neutraloinnissa testattua laitteistoa voidaan hyödyntää myös kehitettäessä neutralointia muihinkin kohteisiin, kuten muille turvetuotantoalueille tai happamille luonnonvesille. Kemikaloinnin kustannukset vaihtelevat riippuen vuodesta todella paljon, koska alueella kemikaloitavien vesien määrä vaihtelee vuosittaisen sademäärän ja valunnan mukaan. Kustannuksiin vaikuttaa myös lipeän hinta, joka vahvistetaan Vapo Oy:lle kolmeksi kuukaudeksi kerrallaan.