Rasvaisten ja öljyisten jätevesien biologisen puhdistuksen mallinnus

Työn kirjallisuusosassa on tarkasteltu rasvaistenjätevesien puhdistuksessa käytettyjä perinteisiä käsittelymenetelmiä ja ultrasuodatusta. Perinteisiä rasvaisten jätevesien käsittelymenetelmiä ovat muun muassalaskeutus, flotaatio, hydrosykloni, pisarakoon kasvattaminen suodatus sekä biologinen käsittely. Lisäksi happohydrolyysia voidaan soveltaa edellä mainittujen menetelmien esikäsittelynä. Perinteisten puhdistusmenetelmien käyttöä rajoittavatniiden tehottomuus emulgoituneen ja liukoisen öljyn poistossa. Tämä sekä kiristyneet päästövaatimukset ja kalvotekniikan nopea kehittyminen ovat lisänneet kiinnostusta kalvotekniikkaan. Työn soveltavassa osassa on tarkasteltu rasvojen mahdollisesti aiheuttamia ongelmia Porvoon jalostamon kemiallisessa ja biologisessa puhdistuksessa. Rasvaisia jätevesiä muodostuu biodieselin valmistuksessa, jossa rasvoja käytetään syöttöaineena. Vertailtaessa jalostamon vesilaitoksen nykyisiä olosuhteita ja rasvojen käsittelyn vaatimia olosuhteita havaitaan, että optimiolosuhteet ovat melko lähellä toisiaan ja rasvaisten jätevesien mukana tulevat fosfori-, typpi- ja COD-kuormat melko pieniä. Suurimmat mahdolliset rasvojen aiheuttamat ongelmat syntyvät aktiivilietelaitoksella, jossa kevyt pinnalle nouseva rasva nostaa mukanaan lietettä. Rasvat ja rasvahapot myös lisäävät rihmamaisten bakteerien kasvua, joiden runsas esiintyminen aiheuttaa huonosti laskeutuvaa lietettä, eli paisuntalietettä. Rasvaisten vesien aiheuttamaa kuormitusta aktiivilieteprosessiin on tarkasteltu Activated sludge Model No. 3:n ja bio-P fosforin poisto moduuliin pohjautuvan Excel-taulukkolaskentamallin avulla. Pohjana työssä on käytetty Tuomo Hillin vuonna 2002 diplomityönä tekemää taulukkolaskentamallia. Työssä on esitelty kaikki mallin kannalta oleelliset yhtälöt ja parametrit. Tämän tutkimuksen perusteella mallin käytettävyyttä rajoittaa se, että sitä ei ole kalibroitu Porvoon jalostamolle. Kalibroimattomalla mallilla voidaan saada vain suuntaa antavia tuloksia.

Traditional processes capable of treating wastewaters containing oil and grease are sedimantation, flotation, hydrocyclones, coalescence, filtration and biological treatment. In addition, acid hydrolysis can be used as pretreatment for the above-mentioned processes. Due to the restricting wastewater regulations, purification of greasy effluents with ultrafiltration has become more popular. The experimental part of this work presents a description of the Excel-spreadsheet model, which has been developed on the base of the ASM3-model and EAWAG Bio-P module. The EAWAG Bio-P module requires four state variables in addition to the 13 components defined in ASM3 to model the biological phosphorus removal. The spreadsheet model represents the functions of Neste Oil Ltd's wastewater plant in Porvoo. All the equations and kinetic parameters are taken from the literature. Based on this study model can be applied only as an indicative tool. Finally there is a short discussion on how the model should be developed to get more specific information. At the end of this study feasible problems in chemical and biological treatment caused by grease containing wastewater have been examined. Most probable problem will be poorly settling sludge. In activated sludge process grease can be developed and have foam on the surface of the water. This mayaffect the biomass losses with effluent, decreasing biomass quantity within theprocess and hence the efficiency of the treatment system. At lower temperatures, fats may solidify and create operational problems such as clogging and producing unpleasant odors.