Humusvesien puhdistus

Translated title of the contribution: Purification of humic waters

Pentti Pirkonen, Veli Seppänen, Juha Heikkinen, Tarja Stenman, Tiina Siimekselä

Research output: Book/ReportReport

Abstract

EAKR-hanke HUMUSVESI kehitti kustannustehokasta humusvesien puhdistusteknologiaa. Puhdistuksessa hyödynnettiin maaperästä ja teollisuuden sivuvirroista lähtöisin olevien materiaalien sähkökemiallisia ominaisuuksia. Projekti toteutettiin yhteistyössä VTT:n, JAMK:n, NRM Oy:n, Keski-Suomen Metsäkeskuksen, Vapo Oy:n ja Turveruukki Oy:n kanssa. Ison joukon maa-aineksia ja teollisuuden sivuvirtoja mahdollisuudet ja rajoitteet humusvesien puhdistuksessa tutkittiin. Kalkkituotteet ja serpentiniitti todettiin parhaiksi materiaaleiksi. Lyhytaikaisesti saavutettiin tavoitteiksi asetettuja reduktioita. Jos tarvitaan merkittävää pitkäaikaista humuksen (liuennut orgaaninen aines) ja ravinteiden poistoa tarvitaan kemikaalisaostusta. Humusveden puhdistus kaupallisella hiekkasuodatustekniikalla yhdistettynä kemikaalisaostukseen tuottaisi puhtainta vettä 1-2 /MWh kalliimmalla hinnalla kuin pintavalutustekniikka. Kiintoaine-, humus- ja fosforipäästöt vähenevät. pH pysyy hyväksyttävällä tasolla kalkin ansiosta. Sähkökemiallisen humusmittaus vaatii vielä jatkokehitystä. Pienimuotoisesti tutkittiin mikrobiologian ja kalvosuodatuksen mahdollisuuksia humusvesien puhdistuksessa. Ojitetulla pintavalutuskentällä saostetun kalsiumkarbonaatin (PCC) valmistusprosessin sivutuote nosti poistuvan veden pH:ta 1-1,5 yksikköä, ehkäisi fosforin liukenemista ja poisti jonkin verran humusta, muttei riittävästi. Hiekkasuodinkontissa sekä kalkkikivi- ja serpentiniittihiekka nostivat pH:n neutraalille alueelle. Reduktiot olivat humukselle (DOC) 11-16 %, fosforille 21-23 % ja kiintoaineelle 37 % tai 60 %, mikäli kiintoaineesta otetaan pois hiekasta tuleva lisä. Suodosten pitoisuudet olivat DOC:lle noin 30 mg/l ja kiintoaineelle noin 8 mg/l eli ne olivat luonnon humusvesien tasolla. Jos tarvitaan vain kiintoaineen poistamista, hiekkasuodinkonttiin perustuva järjestelmä voisi olla riittävä menetelmä. Vain suotimen pesuvesi ohjattaisiin suometsäalueelle tai valutuskentälle kasteluvedeksi. Pesuveden määrä olisi 1,5 % tavanomaiselle pintavalutuskentälle menevästä vedestä, jolloin tarvittava alue on paljon pienempi kuin normaali pintavalutuskenttä. Fosforipäästö ja ohivirtaukset olisivat paljon pienempiä kuin ojitetun/lannoitetun pintavalutuskentän tapauksessa, koska koekentällä fosfori ja humuspäästöt lisääntyivät. Kehitetty konttipuhdistuslaitteisto on kustannuksiltaan edullinen, mutta menetelmä vaatii vielä jatkokehitystä. Ongelmalliset huippuvirtaamat esitetään ratkaistavaksi tasausaltailla silloin kun se suinkin on mahdollista ja mittauksen perusteella hallitulla ohijuoksutuksella. Lumen sulamisvesiä voisi ohjata pintavalutuskentän ohi jäätyneen kentän aikana. Ohjaavana suureena voisi olla jatkuvatoiminen kiintoainemittaus.
Original languageFinnish
Place of PublicationEspoo
PublisherVTT Technical Research Centre of Finland
Number of pages83
ISBN (Electronic)978-951-38-8310-2
ISBN (Print)978-951-38-8309-6
Publication statusPublished - 2015
MoE publication typeNot Eligible

Publication series

SeriesVTT Technology
Number223
ISSN2242-1211

Fingerprint

Water Purification
Soil

Keywords

  • run off waters
  • peat production
  • humic substances
  • purification
  • precipitation
  • adsorption

Cite this

Pirkonen, P., Seppänen, V., Heikkinen, J., Stenman, T., & Siimekselä, T. (2015). Humusvesien puhdistus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland. VTT Technology, No. 223
Pirkonen, Pentti ; Seppänen, Veli ; Heikkinen, Juha ; Stenman, Tarja ; Siimekselä, Tiina. / Humusvesien puhdistus. Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2015. 83 p. (VTT Technology; No. 223).
@book{c160ca2cf77d413a936d84c5120e0ff5,
title = "Humusvesien puhdistus",
abstract = "EAKR-hanke HUMUSVESI kehitti kustannustehokasta humusvesien puhdistusteknologiaa. Puhdistuksessa hy{\"o}dynnettiin maaper{\"a}st{\"a} ja teollisuuden sivuvirroista l{\"a}ht{\"o}isin olevien materiaalien s{\"a}hk{\"o}kemiallisia ominaisuuksia. Projekti toteutettiin yhteisty{\"o}ss{\"a} VTT:n, JAMK:n, NRM Oy:n, Keski-Suomen Mets{\"a}keskuksen, Vapo Oy:n ja Turveruukki Oy:n kanssa. Ison joukon maa-aineksia ja teollisuuden sivuvirtoja mahdollisuudet ja rajoitteet humusvesien puhdistuksessa tutkittiin. Kalkkituotteet ja serpentiniitti todettiin parhaiksi materiaaleiksi. Lyhytaikaisesti saavutettiin tavoitteiksi asetettuja reduktioita. Jos tarvitaan merkitt{\"a}v{\"a}{\"a} pitk{\"a}aikaista humuksen (liuennut orgaaninen aines) ja ravinteiden poistoa tarvitaan kemikaalisaostusta. Humusveden puhdistus kaupallisella hiekkasuodatustekniikalla yhdistettyn{\"a} kemikaalisaostukseen tuottaisi puhtainta vett{\"a} 1-2 /MWh kalliimmalla hinnalla kuin pintavalutustekniikka. Kiintoaine-, humus- ja fosforip{\"a}{\"a}st{\"o}t v{\"a}henev{\"a}t. pH pysyy hyv{\"a}ksytt{\"a}v{\"a}ll{\"a} tasolla kalkin ansiosta. S{\"a}hk{\"o}kemiallisen humusmittaus vaatii viel{\"a} jatkokehityst{\"a}. Pienimuotoisesti tutkittiin mikrobiologian ja kalvosuodatuksen mahdollisuuksia humusvesien puhdistuksessa. Ojitetulla pintavalutuskent{\"a}ll{\"a} saostetun kalsiumkarbonaatin (PCC) valmistusprosessin sivutuote nosti poistuvan veden pH:ta 1-1,5 yksikk{\"o}{\"a}, ehk{\"a}isi fosforin liukenemista ja poisti jonkin verran humusta, muttei riitt{\"a}v{\"a}sti. Hiekkasuodinkontissa sek{\"a} kalkkikivi- ja serpentiniittihiekka nostivat pH:n neutraalille alueelle. Reduktiot olivat humukselle (DOC) 11-16 {\%}, fosforille 21-23 {\%} ja kiintoaineelle 37 {\%} tai 60 {\%}, mik{\"a}li kiintoaineesta otetaan pois hiekasta tuleva lis{\"a}. Suodosten pitoisuudet olivat DOC:lle noin 30 mg/l ja kiintoaineelle noin 8 mg/l eli ne olivat luonnon humusvesien tasolla. Jos tarvitaan vain kiintoaineen poistamista, hiekkasuodinkonttiin perustuva j{\"a}rjestelm{\"a} voisi olla riitt{\"a}v{\"a} menetelm{\"a}. Vain suotimen pesuvesi ohjattaisiin suomets{\"a}alueelle tai valutuskent{\"a}lle kasteluvedeksi. Pesuveden m{\"a}{\"a}r{\"a} olisi 1,5 {\%} tavanomaiselle pintavalutuskent{\"a}lle menev{\"a}st{\"a} vedest{\"a}, jolloin tarvittava alue on paljon pienempi kuin normaali pintavalutuskentt{\"a}. Fosforip{\"a}{\"a}st{\"o} ja ohivirtaukset olisivat paljon pienempi{\"a} kuin ojitetun/lannoitetun pintavalutuskent{\"a}n tapauksessa, koska koekent{\"a}ll{\"a} fosfori ja humusp{\"a}{\"a}st{\"o}t lis{\"a}{\"a}ntyiv{\"a}t. Kehitetty konttipuhdistuslaitteisto on kustannuksiltaan edullinen, mutta menetelm{\"a} vaatii viel{\"a} jatkokehityst{\"a}. Ongelmalliset huippuvirtaamat esitet{\"a}{\"a}n ratkaistavaksi tasausaltailla silloin kun se suinkin on mahdollista ja mittauksen perusteella hallitulla ohijuoksutuksella. Lumen sulamisvesi{\"a} voisi ohjata pintavalutuskent{\"a}n ohi j{\"a}{\"a}tyneen kent{\"a}n aikana. Ohjaavana suureena voisi olla jatkuvatoiminen kiintoainemittaus.",
keywords = "run off waters, peat production, humic substances, purification, precipitation, adsorption",
author = "Pentti Pirkonen and Veli Sepp{\"a}nen and Juha Heikkinen and Tarja Stenman and Tiina Siimeksel{\"a}",
year = "2015",
language = "Finnish",
isbn = "978-951-38-8309-6",
series = "VTT Technology",
publisher = "VTT Technical Research Centre of Finland",
number = "223",
address = "Finland",

}

Pirkonen, P, Seppänen, V, Heikkinen, J, Stenman, T & Siimekselä, T 2015, Humusvesien puhdistus. VTT Technology, no. 223, VTT Technical Research Centre of Finland, Espoo.

Humusvesien puhdistus. / Pirkonen, Pentti; Seppänen, Veli; Heikkinen, Juha; Stenman, Tarja; Siimekselä, Tiina.

Espoo : VTT Technical Research Centre of Finland, 2015. 83 p. (VTT Technology; No. 223).

Research output: Book/ReportReport

TY - BOOK

T1 - Humusvesien puhdistus

AU - Pirkonen, Pentti

AU - Seppänen, Veli

AU - Heikkinen, Juha

AU - Stenman, Tarja

AU - Siimekselä, Tiina

PY - 2015

Y1 - 2015

N2 - EAKR-hanke HUMUSVESI kehitti kustannustehokasta humusvesien puhdistusteknologiaa. Puhdistuksessa hyödynnettiin maaperästä ja teollisuuden sivuvirroista lähtöisin olevien materiaalien sähkökemiallisia ominaisuuksia. Projekti toteutettiin yhteistyössä VTT:n, JAMK:n, NRM Oy:n, Keski-Suomen Metsäkeskuksen, Vapo Oy:n ja Turveruukki Oy:n kanssa. Ison joukon maa-aineksia ja teollisuuden sivuvirtoja mahdollisuudet ja rajoitteet humusvesien puhdistuksessa tutkittiin. Kalkkituotteet ja serpentiniitti todettiin parhaiksi materiaaleiksi. Lyhytaikaisesti saavutettiin tavoitteiksi asetettuja reduktioita. Jos tarvitaan merkittävää pitkäaikaista humuksen (liuennut orgaaninen aines) ja ravinteiden poistoa tarvitaan kemikaalisaostusta. Humusveden puhdistus kaupallisella hiekkasuodatustekniikalla yhdistettynä kemikaalisaostukseen tuottaisi puhtainta vettä 1-2 /MWh kalliimmalla hinnalla kuin pintavalutustekniikka. Kiintoaine-, humus- ja fosforipäästöt vähenevät. pH pysyy hyväksyttävällä tasolla kalkin ansiosta. Sähkökemiallisen humusmittaus vaatii vielä jatkokehitystä. Pienimuotoisesti tutkittiin mikrobiologian ja kalvosuodatuksen mahdollisuuksia humusvesien puhdistuksessa. Ojitetulla pintavalutuskentällä saostetun kalsiumkarbonaatin (PCC) valmistusprosessin sivutuote nosti poistuvan veden pH:ta 1-1,5 yksikköä, ehkäisi fosforin liukenemista ja poisti jonkin verran humusta, muttei riittävästi. Hiekkasuodinkontissa sekä kalkkikivi- ja serpentiniittihiekka nostivat pH:n neutraalille alueelle. Reduktiot olivat humukselle (DOC) 11-16 %, fosforille 21-23 % ja kiintoaineelle 37 % tai 60 %, mikäli kiintoaineesta otetaan pois hiekasta tuleva lisä. Suodosten pitoisuudet olivat DOC:lle noin 30 mg/l ja kiintoaineelle noin 8 mg/l eli ne olivat luonnon humusvesien tasolla. Jos tarvitaan vain kiintoaineen poistamista, hiekkasuodinkonttiin perustuva järjestelmä voisi olla riittävä menetelmä. Vain suotimen pesuvesi ohjattaisiin suometsäalueelle tai valutuskentälle kasteluvedeksi. Pesuveden määrä olisi 1,5 % tavanomaiselle pintavalutuskentälle menevästä vedestä, jolloin tarvittava alue on paljon pienempi kuin normaali pintavalutuskenttä. Fosforipäästö ja ohivirtaukset olisivat paljon pienempiä kuin ojitetun/lannoitetun pintavalutuskentän tapauksessa, koska koekentällä fosfori ja humuspäästöt lisääntyivät. Kehitetty konttipuhdistuslaitteisto on kustannuksiltaan edullinen, mutta menetelmä vaatii vielä jatkokehitystä. Ongelmalliset huippuvirtaamat esitetään ratkaistavaksi tasausaltailla silloin kun se suinkin on mahdollista ja mittauksen perusteella hallitulla ohijuoksutuksella. Lumen sulamisvesiä voisi ohjata pintavalutuskentän ohi jäätyneen kentän aikana. Ohjaavana suureena voisi olla jatkuvatoiminen kiintoainemittaus.

AB - EAKR-hanke HUMUSVESI kehitti kustannustehokasta humusvesien puhdistusteknologiaa. Puhdistuksessa hyödynnettiin maaperästä ja teollisuuden sivuvirroista lähtöisin olevien materiaalien sähkökemiallisia ominaisuuksia. Projekti toteutettiin yhteistyössä VTT:n, JAMK:n, NRM Oy:n, Keski-Suomen Metsäkeskuksen, Vapo Oy:n ja Turveruukki Oy:n kanssa. Ison joukon maa-aineksia ja teollisuuden sivuvirtoja mahdollisuudet ja rajoitteet humusvesien puhdistuksessa tutkittiin. Kalkkituotteet ja serpentiniitti todettiin parhaiksi materiaaleiksi. Lyhytaikaisesti saavutettiin tavoitteiksi asetettuja reduktioita. Jos tarvitaan merkittävää pitkäaikaista humuksen (liuennut orgaaninen aines) ja ravinteiden poistoa tarvitaan kemikaalisaostusta. Humusveden puhdistus kaupallisella hiekkasuodatustekniikalla yhdistettynä kemikaalisaostukseen tuottaisi puhtainta vettä 1-2 /MWh kalliimmalla hinnalla kuin pintavalutustekniikka. Kiintoaine-, humus- ja fosforipäästöt vähenevät. pH pysyy hyväksyttävällä tasolla kalkin ansiosta. Sähkökemiallisen humusmittaus vaatii vielä jatkokehitystä. Pienimuotoisesti tutkittiin mikrobiologian ja kalvosuodatuksen mahdollisuuksia humusvesien puhdistuksessa. Ojitetulla pintavalutuskentällä saostetun kalsiumkarbonaatin (PCC) valmistusprosessin sivutuote nosti poistuvan veden pH:ta 1-1,5 yksikköä, ehkäisi fosforin liukenemista ja poisti jonkin verran humusta, muttei riittävästi. Hiekkasuodinkontissa sekä kalkkikivi- ja serpentiniittihiekka nostivat pH:n neutraalille alueelle. Reduktiot olivat humukselle (DOC) 11-16 %, fosforille 21-23 % ja kiintoaineelle 37 % tai 60 %, mikäli kiintoaineesta otetaan pois hiekasta tuleva lisä. Suodosten pitoisuudet olivat DOC:lle noin 30 mg/l ja kiintoaineelle noin 8 mg/l eli ne olivat luonnon humusvesien tasolla. Jos tarvitaan vain kiintoaineen poistamista, hiekkasuodinkonttiin perustuva järjestelmä voisi olla riittävä menetelmä. Vain suotimen pesuvesi ohjattaisiin suometsäalueelle tai valutuskentälle kasteluvedeksi. Pesuveden määrä olisi 1,5 % tavanomaiselle pintavalutuskentälle menevästä vedestä, jolloin tarvittava alue on paljon pienempi kuin normaali pintavalutuskenttä. Fosforipäästö ja ohivirtaukset olisivat paljon pienempiä kuin ojitetun/lannoitetun pintavalutuskentän tapauksessa, koska koekentällä fosfori ja humuspäästöt lisääntyivät. Kehitetty konttipuhdistuslaitteisto on kustannuksiltaan edullinen, mutta menetelmä vaatii vielä jatkokehitystä. Ongelmalliset huippuvirtaamat esitetään ratkaistavaksi tasausaltailla silloin kun se suinkin on mahdollista ja mittauksen perusteella hallitulla ohijuoksutuksella. Lumen sulamisvesiä voisi ohjata pintavalutuskentän ohi jäätyneen kentän aikana. Ohjaavana suureena voisi olla jatkuvatoiminen kiintoainemittaus.

KW - run off waters

KW - peat production

KW - humic substances

KW - purification

KW - precipitation

KW - adsorption

M3 - Report

SN - 978-951-38-8309-6

T3 - VTT Technology

BT - Humusvesien puhdistus

PB - VTT Technical Research Centre of Finland

CY - Espoo

ER -

Pirkonen P, Seppänen V, Heikkinen J, Stenman T, Siimekselä T. Humusvesien puhdistus. Espoo: VTT Technical Research Centre of Finland, 2015. 83 p. (VTT Technology; No. 223).