Lannoitetehtaan prosessivesien käsittelyvaihtoehtojen soveltuvuuden arviointi

Phosphorus and nitrogen cause eutrophication of water bodies, causing severe damage to the ecosystem. Eutrophication of the waters causes oxygen depletion, which in turn increases fish mortality, releasing toxins in waters. The released toxins can cause damage to animals and humans, which is the reason in many countries to set emission limits for waste water. Nutrients exist naturally, but due to human activities there is high nutrient leaching to water bodies. Human activity is one of the main reasons to the eutrophication. The aim of this thesis was to estimate the suitability of different water treatment options for Yara Finland’s fertilizer plant’s process waters in Siilinjärvi. The fertilizer plant process waters are high concentrate and especially nitrogen concentrations are high, which bring challenge to the treatment. At the theoretical part was investigated conventional and as well advanced wastewater treatment methods like reverse osmosis, adsorption and ion exchange. Beside different treatment methods corporate environmental requirements, responsibility and strategies were researched. At the empirical part of the thesis the goal was to find out possibil-ities to intensify the efficiency of purification at lamella clarifier with chemical precipitation. In addition possibility to use already existing chemical purifying plant for process waters was estimated. As a result of the research Yara has a possibility to intensify lamella clarifier’s action by addi-tion of calcium hydroxide and thus to obtain the phosphorus and fluorine to precipitate out of the water. But in practice this would be too expensive. It is possible to eliminate nitrogen compounds by adsorption or ammonia stripping, both methods requires additional testing. It is possible to process waters in chemical purifying plant, if ammonium nitrogen has been reduced before. Reverse osmosis is possible to exploit for the phosphoric acid plant’s waters.

Fosfori ja typpi rehevöittävät vesistöjä aiheuttaen vakavia tuhoja ekosysteemille. Rehevöityminen aiheuttaa hapettomuutta vesissä, mikä puolestaan aiheuttaa kalakuolemia vapauttaen myrkkyjä vesistöön. Vapautuneet myrkyt voivat aiheuttaa vahinkoja niin eläimille kuin ihmi-sillekin, mikä on syynä monissa maissa asetettuihin jätevesien päästörajoituksiin. Ravinteitä on olemassa luontaisesti, mutta niitä huuhtoutuu vesiin runsaasti myös ihmisten toiminnan seurauksena. Ihmisten toiminta onkin merkittävin vesien rehevöitymisen syy. Työn tavoitteena oli arvioida eri jäteveden käsittelymenetelmien soveltuvuutta Yara Suomi Oy:n Siilijärven lannoitetehtaan prosessivesille. Lannoitetehtaan vedet ovat hyvin ravinteikkaita ja erityisesti typpipitoisuudet ovat korkeita, mikä lisää haasteita niiden käsittelylle. Teoriaosuudessa on perehdytty perinteisten puhdistusmenetelmien lisäksi uudempiin erikoistekniikoihin, kuten kalvosuodatukseen, adsorptioon ja ioninvaihtoon. Tekniikoiden lisäksi tarkasteltiin yrityksiin kohdistuvia ympäristövaatimuksia, -vastuuta ja -strategiaa. Laboratoriokokeilla pyrittiin selvittämään lannoitetehtaan lamelliselkeyttimen toiminnan tehostamismahdollisuuksia kemiallisella saostuksella. Lisäksi arvioitiin jo olemassa olevan kemiallisen puhdistamon hyödyntämismahdollisuuksia. Tutkimusten perusteella Yaran on mahdollista tehostaa lamelliselkeyttimen toimintaa kalsiumhydroksidin lisäyksellä ja saada näin fosfori sekä fluori saostumaan. Käytännössä tämä tulisi kuitenkin liian kalliiksi. Typpiyhdisteiden poistaminen on mahdollista adsorptiolla tai ammoniakkistrippauksella, jotka molemmat edellyttävät lisäkokeita. Jos ammoniumtyppi saadaan poistettua vedestä, voidaan fosfori ja fluori poistaa vedestä nykyisellä kemiallisella puhdistamolla. Käänteisosmoosi on mahdollista soveltaa fosforihappotehtaan vesien käsittelyyn.