Järvien kunnostuksen menetelmät: Hapetuslaitteiden laboratorio- ja kenttäkokeet

Jukka Sassi, Antton Keto

    Research output: Book/ReportReport

    Abstract

    Projektissa mukana olleet kahdeksan laitetta testattiin Suomenojan tutkimusasemalla laboratoriomittakaavan koejärjestelyillä. Kaikkien laitteiden mittaustulokset käsiteltiin yhdenmukaisesti jäteveden ilmastuksessa käytettävällä periaatteella. Laitteille määriteltiin laboratoriokokeiden tulosten perusteella ilmastusteho (OTR) eli ilmastuksen tuotto ja ominaisilmastusteho (AE) eli ilmastuksen hyötysuhde. Laitteiden tuotot vaihtelivat välillä 3 ja 110 kgO2/d hyötysuhteiden vaihdellessa välillä 0,2 ja 1,5 kgO2/kWh (T = 4 °C, lämpötilakerroin 1,024). Laitteiden mitatut ottotehot vaihtelivat välillä 0,2 ja 10 kW. Kenttäkokeissa seurattiin kolmen laitteen toimintaa kolmella eri kohdejärvellä ja määriteltiin laitteen vaikutus veden happipitoisuuteen. Kaikkien kolmen laitteen osalta voidaan todeta, että niiden käyttö joko nosti veden happipitoisuutta tai hidasti happipitoisuuden pienenemistä. Kenttäkokeissa havainnoitiin lisäksi laitteen käyttövarmuuteen liittyviä asioita sekä laitteen toiminnan vaikutusta jääolosuhteisiin. Hapetuksen menetelmävalintaan ja laitemitoitukseen vaikuttaa merkittävästi järven kerrostuneisuus. Matalissa ja kesäkerrostumattomissa järvissä talven hapetustarve voidaan järjestää ottamalla lisähappea ilmasta veden vaakakierrätyksellä tai siihen yhdistetyllä hapetuksella. Matalissa järvissä, joissa esiintyy epämääräistä tai vaihtelevaa kesäkerrostuneisuutta, voidaan talvella käyttää hapetusta tai kierrätyshapetusta. Kesällä voidaan säätää kerrostuneisuutta pakotetuilla välikierroilla, estää kerroksellisuus tai hapettaa alusvettä. Syvissä järvissä, joissa esiintyy kesäinen lämpötilakerrostuneisuus, voidaan käyttää alusveden hapetusta tai kierrätyshapetusta. Hapetuksessa käytettävän laitteiston valintaan vaikuttavat laitteen riittävä tuotto suhteessa kohdejärven happitarpeeseen, käytöstä aiheutuvat sivuvaikutukset, hyötysuhde, ylläpitokustannukset sekä hankintahinta. Laitteiston riittävä tuotto on perusedellytys onnistuneelle hapetukselle. Hapetuksen kustannukset voidaan arvioida määrittelemällä joko veteen siirrettävän happimäärän hinta tai hapetuksen vuosikustannus hapetettua pinta-alaa kohti. Yksikkökustannukset vaihtelevat ilmapuhallusta käyttävissä laitteissa välillä 0,1 ja 0,4 /kgO2 ja kierrätyshapetuksessa välillä 0,05 ja 0,2 /kgO2. Järven pinta-alaan suhteutettuna vuosittaisten kustannuksen vaihteluväli on normaalisti 40-200 /ha. Turvamääräysten mukaisesti hyväksytysti suoritetun sähköistyksen hinta vaihtelee 2 000 ja 3 000 euron välillä. Kokonaiskustannukset vaihtelevat merkittävästi mm. kohteen pinta-alan, ilmastustarpeen ja käytettävän laitteen hyötysuhteen mukaan ja ovat aina tapauskohtaisia. Hapetuslaitteita käytettäessä laitteiden toimintaympäristö edellyttää erityistä huolellisuutta ja käyttöympäristön erityispiirteiden huomioimista sähköasennusten tekemisessä. Sellaisten hapetuslaitteiden kohdalla, jotka tekevät avannon tai heikentävät merkittävästi jään paksuutta laitteen vaikutusalueella, on kiinnitettävä huomiota ilmastusalueen huolelliseen merkitsemiseen. Hapetuksesta on aiheellista varoittaa järvellä liikkujia myös rannalle kiinnitettävillä varoitustauluilla. Avannon reunalle voidaan tuoda pelastusrenkaiden lisäksi myös pelastusvene hätätilanteiden varalle. Onnistunut hapetus vaatii runsaasti tietoa ja erikoisosaamista sekä näiden yhdistämistä kyseessä olevan kunnostuskohteen tilanteeseen. Kunnostuksen suunnittelussa eri alojen ammattilaisten tietämyksen hyödyntäminen auttaa tavoitteiden saavuttamisessa. Yhdistämällä hapetus muiden rehevyyttä vähentävien keinojen kanssa ja samanaikaisesti vähentämällä järven ulkoista kuormitusta on mahdollista saavuttaa pitkäkestoisia ja järven virkistys- ja vapaa-ajankäyttöarvoja parantavia lopputuloksia.
    Original languageFinnish
    Place of PublicationEspoo
    PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
    Number of pages148
    ISBN (Electronic)951-38-6736-6
    ISBN (Print)951-38-6735-8
    Publication statusPublished - 2005
    MoE publication typeNot Eligible

    Publication series

    SeriesVTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes
    Number2307
    ISSN1235-0605

    Keywords

    • waterways
    • lakes
    • restoration
    • aeration
    • dimensioning
    • equipment
    • costs
    • safety
    • field tests
    • laboratory tests

    Cite this

    Sassi, J., & Keto, A. (2005). Järvien kunnostuksen menetelmät: Hapetuslaitteiden laboratorio- ja kenttäkokeet. VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Tiedotteita - Meddelanden - Research Notes, No. 2307 http://www.vtt.fi/inf/pdf/tiedotteet/2005/T2307.pdf