Typenpoiston tehostaminen kunnallisessa jätevedenpuhdistuksessa membraanibioreaktorin avulla

Tämä diplomityö tehtiin Vihdin Vesihuoltolaitoksen Nummelan jäteveden puhdistamolle. Työssä tutkittiin typenpoistoa kunnallisista jätevesistä membraanibioreaktorin (MBR) avulla. MBR:ssä yhdistyvät perinteinen aktiivilieteprosessi ja kalvosuodatus. Työn tavoite oli päästä yli 95 % typenpoistoon. Aluksi typenpoisto oli yli 80 %, kun pilot-mittakaavan MBR-laitosta operoitiin perinteisen prosessin parametrein. Typenpoistoa onnistuttiin tehostamaan nostamalla nitraattipitoisen palautuslietteen kierrätystä prosessin alkupäähän (1600 L/h) ja lisäämällä aktiivista biomassaa reaktorissa. Yli 90 % typenpoisto edellytti myös pidempää viipymäaikaa (noin kaksinkertainen perinteiseen prosessiin verrattuna). Tutkimuksessa päästiin parhaimmillaan jopa 95 % typenpoistumaan operoimalla laitteistoa pienellä typpikuormalla (0,1 kg/vrk) ja alhaisemmalla lietepitoisuudella (10 g/L). Typpikuorman noustessa (0,3 kg/vrk) typenpoistoteho laski. Tätä onnistuttiin parantamaan (yli 90 %) nostamalla biomassan määrää reaktorissa (15 g/L). Hyvän typenpoiston saavuttaminen edellytti myös suurempaa metanolin ja hapen syöttöä.

Kunnallisen jätevedenkäsittelyn tehostaminen membraanitekniikan avulla – esimerkkinä Savitaipaleen jätevedenpuhdistamo

Työssä tutkittiin mahdollisuutta tehostaa kunnallista jätevedenpuhdistusta membraanitekniikkaa käyttäen. Teoriaosassa perehdyttiin kunnallisen jäteveden omi-naisuuksiin ja perinteiseen puhdistusprosessiin. Tämän lisäksi membraanien yleisiä ominaisuuksia, membraanityyppien kykyä erottaa jäteveden sisältämiä yhdisteitä sekä erilaisia mahdollisuuksia membraanisuodatukselle perinteisen jäteve-denpuhdistusprosessin yhteydessä käytiin läpi. Kokeellisessa osassa keskityttiin Savitaipaleen puhdistamon puhdistetun jäteveden laadun parantamiseen membraanisuodatukseen perustuvalla jälkikäsittely-yksiköllä eli tertiäärisuodatuksella. Erilaisia paineavusteisia membraanitekniikoita (MF, UF, NF ja RO) tutkittiin jäteveden puhdistamiseksi ja erotustehokkuuden vertailemiseksi. Tavoitteena oli löytää tehokas ja käytännössä toimiva tapa poistaa fosforia ja typpeä puhdistetusta jätevedestä. Tasomaisilla membraaneilla tehdyissä suodatuksissa MF-membraanit poistivat tehokkaasti fosforia (97 – 98 %) sekä kiintoainesta (100 %) jätevedestä. RO-membraanit alensivat fosfori- (100 %) ja typpipitoisuutta (90 – 94 %) tehokkaasti, poistaen myös liuenneita orgaanisia yhdisteitä (DOC, 90 – 94 %). Mikrosuodatukseen perustuvilla onttokuitumembraaneilla saavutettiin tehokkaan fosforinpoiston lisäksi tasainen kapasiteetti suodatuksen aikaista puhdistusmene-telmää optimoimalla. Pitoisuusalenemat olivat myös erittäin korkeita fosforille (97 – 99 %), kiintoaineelle (100 %), sameudelle (96 – 99 %) sekä COD:lle (38 – 55 %). Tulosten perusteella membraanitekniikkaan perustuva onttokuitusuodatus olisi tehokas ja toimiva jälkikäsittelyprosessi fosforinpoistoon ja jäteveden laadun pa-rantamiseen. Typen poistamiseen parhaiten toimi RO-membraani.

Tuotannon make or buy– päätöksentekoprosessi kansainvälisessä teknologiayrityksessä Case: Yritys X

Tutkimuksen tarkoituksena tutkia millaisia make or buy- työkaluja on olemassa ja millaiset teoriat vaikuttavat make or buy- päätösten taustalla. Tutkimuksessa tutkittiin myös miten nämä ilmiöt ja mallit vaikuttavat ja toteutuvat käytännössä teknologia-alalla

Sisäisen logistiikan prosessien ja materiaalivirtojen tehostaminen

Työn tavoitteena on löytää kohdeyrityksen sisäisen logistiikan prosessien ja materiaalivirtojen tehostamiskohteita. Sisäisen logistiikan ja materiaalienohjauksen toimivuutta halutaan tutkittavan lähtötiedoksi prosessien ja materiaalivirtojen parantamiselle. Materiaalivirtojen tutkimisella saadaan selville tutkimuksen aikana suoritettavan kehitysprojektin aiheuttamat muutokset. Tutkimuksen aikana kehitetään kustannustyökalu, jolla voidaan määrittää materiaaliensiirroista aiheutuvia kustannuksia. Tutkimus suoritettiin käyttäen sekä kvantitatiivisia että kvalitatiivisia tutkimusmenetelmiä. Haastattelut ja keskustelut antoivat lähtötiedot materiaalivirtojen tutkimiselle, jonka vuoksi ne tukevat toinen toisiaan. Taustatiedoksi syvennytään kirjallisuudessa ilmenneisiin ohjeisiin prosessien ja materiaalivirtojen analysoimisesta, mittareista sekä kehitettävän kustannustyökalun kannalta toimintolaskennan menetelmistä. Tutkimuksen tuloksena pystyttiin havaitsemaan prosessien toimintoihin liityviä haasteita sekä turhia materiaalivirtoja. Materiaalivirta-analyysillä pystyttiin arvioimaan materiaalivirtojen merkitystä sekä kehitysprojektin aiheuttamien muutoksien luomia vaatimuksia. Lisäksi materiaalivirta-analyysin pohjalta pystyttiin muodostamaan skenaarioita materiaalivirtojen tehostamiseksi.

Helsingin seudun pääväylien toimivuuden tehostaminen

Tavoitteena on ollut selvittää Helsingin seudun pääväylien kapasiteetin riittävyys nykytilanteessa ja tulevaisuudessa, miten liikenteen ja kysynnän hallinnan keinoilla voidaan vaikuttaa kapasiteetin riittävyyteen ja mitkä ovat potentiaalisimmat keinot, missä lisäkaistojen tarve näyttää ilmeiseltä näistä keinoista ja joukkoliikenteen kehittämisestä huolimatta ja mitkä ajoneuvotyypit on tarkoituksenmukaista oikeuttaa lisäkaistojen käyttöön. Selvityksen tuloksena ehdotetaan lisäkaistojen rakentamista neljälle säteittäiselle pääväyläjaksolle vuoteen 2020 mennessä. Jaksot ovat kiireellisyysjärjestyksessä kt 51 (Länsiväylä) Piispansilta-Suomenoja (lännen suuntaan), vt 1 (Turunväylä) Tuomarila-Kehä II (molemmat suunnat), vt 3 (Hämeenlinnanväylä) Kaivoksela-Kannelmäki (molemmat suunnat) ja vt 4 (Lahdenväylä) Porvoonväylä- Kehä I (molemmat suunnat) + Porvoonväylän (vt 7) liittymäramppi Helsingin suuntaan. Lisäkaistojen yhteispituus on 12 km ja ne esitetään varattavaksi linja-autojen, kuorma-autojen ja pakettiautojen käyttöön ympärivuorokautisesti. Muilla, vuoteen 2035 ylikuormittuvaksi ennustetuilla pääväyläjaksoilla kapasiteetin riittävyys ehdotetaan varmistettavaksi ensisijaisesti liikenteen ja kysynnän hallinnan keinoin. Näitä ylikuormittuvaksi ennustettuja väyläjaksoja on yhteensä noin 70 ajoratakilometrin verran. Pääväylien liikenteen kasvua hillitään kehittämällä raideliikennettä ja liityntäpysäköintiä sekä liityntäpysäköinnin opastus- ja informaatiojärjestelmien avulla. Merkittävillä uusilla maankäytön kasvualueilla tieliikenteen kasvua hillitään kytkemällä maankäytön ja liikennejärjestelmän kehittäminen toisiinsa ja pyrkimällä liikennekysyntää vähentävään toiminnalliseen yhdyskuntarakenteeseen. Seudun pääväylille ehdotetaan vaihtuvia nopeusrajoituksia. Ruuhkatilanteissa nopeusrajoituksia lasketaan erityisesti liikenneturvallisuuden parantamiseksi, mutta rajoitusten alentaminen myös lieventää liikennevirran shokkiaaltoja ja parantaa siten kriittisesti kuormittuneen väylän välityskykyä. Ruuhkaliikenteen nopeuden alentuminen leikkaa myös tieliikennemelun huippuja. Ensimmäisiksi vaihtuvien nopeusrajoitusten toteutuskohteiksi esitetään Turunväylän (vt 1) ja Lahdenväylän (vt 4) ehdotettuja lisäkaistajaksoja. Vaihtuvaan nopeusrajoitusjärjestelmään ja liityntäpysäköinnin opastus- ja informaatiojärjestelmään ehdotetaan liitettäväksi myös ajoradan yläpuolisten varoitusmerkkien ja tekstiopasteiden yhdistelmiä, joiden avulla voidaan tiedottaa mm. liikenteen häiriöistä.

Öljy-vesiemulsioiden erottumisen tehostaminen erilaisten geometrioiden avulla

Työn kirjallisuusosassa selvitettiin neste-nestedispersioiden ja emulsioiden pisarakokojakauman määrittämiseen soveltuvia menetelmiä. Kirjallisuusosa painottuu emulsioiden stabiliteettiin liittyvään teoriaan ja menetelmiin, joilla voidaan tutkia pisarakokojakaumia suoraan prosessista. Erillisnäytteiden analysointiin perustuvista menetelmistä on esitettynä mikroskooppianalyysi sekä lasersäteen sirontaan perustuva mittaus, joita molempia käytettiin tämän työn kokeellisessa osassa. Kokeellisessa osassa pyrittiin selvittämään, vaikuttavatko kaksi erimuotoista ruuvi-kapaletta eri tavalla öljy-vesiemulsion pisarakokojakaumaan, kun emulsio virtasi ruuvin vuorovaikutusalueen läpi. Tätä tutkittiin määrittämällä ennen vuorovaikutusaluetta ja vuorovaikutusalueen jälkeen kerättyjen emulsionäytteiden pisarakokojakaumat lasersäteen sirontamittauksilla. Mitattujen pisarakokojakaumien perusteella ei voitu tehdä varmaa johtopäätöstä, vaikuttivatko ruuvit pisarakokojakaumaan vai eivät. Syynä tähän on pisarakokojakaumien vaihtelu rinnakkaisnäytteissä. Rinnakkaismittauksissa havaittu vaihtelu johtui arvaamattomasti muuttuneista virtausolosuhteista, mikä aiheutti edelleen öljypitoisuuden muutoksia. Muita mahdollisia syitä ovat veden ionivahvuuden, pH:n ja lämpötilan vaihtelu.

Engineer-to-order tuotteen ja tuotannon kehittäminen kohti massakustomointia

Tämän kandidaatinyön tavoitteena on selvittää keinoja joilla ETO-yhtiö voi kehittää tuotettaan ja tuotantoaan kohti massakustomointi. Lisäksi selvitetään mitkä asiat vaikuttavat asiakastilauksen kytkentäpisteen asettamiseen siirtyessä massakustomointiin. Työ on tehty kirjallisuuskatsauksena. Esitettyjen tietojen ja tulosten pohjana on alan kirjallisuus sekä julkaistut artikkelit. Työn perusteella voidaan todeta että parhaimmat keinot massakustomoinnin tavoitteluun ETO-yhtiölle ovat; tuotannon ja tuotteiden kehittäminen siten että pystytään hyödyntämään modularisointia ja komponenttien standardointia, lisäksi tuotesuunnitteluun käytettävää aikaa tulee vähentää automatisoimalla tuotesuunnittelua tai käyttämällä standardi suunnitelmia. ETO-yhtiössä siirtyessä massakustomointiin tulee asiakastilauksen kytkentäpisteen paikkaa asetettaessa ottaa huomioon tuotannon ja suunnittelun ulottuvuus kytkettynä asiakkaan vaatimuksiin.