TY - BOOK
T1 - Järvien kunnostuksen menetelmät
T2 - hapetuslaitteiden laboratorio- ja kenttäkokeet
AU - Sassi, Jukka
AU - Keto, Antton
N1 - Project code: G2SU00143
PY - 2005
Y1 - 2005
N2 - 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.
AB - 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.
M3 - Report
T3 - VTT Tuotteet ja tuotanto. Tutkimusraportti
BT - Järvien kunnostuksen menetelmät
PB - VTT Technical Research Centre of Finland
ER -