Hankkeen tila: Valmistunut
Kehittämisrahaston rahoitusosuus: 4000 €
Rahoituspäätös tehty: 2010-03-16

Hakijan toimittamat tiedot

Hankkeen nimi	Tekopohjavedeksi imeytettävän järviveden esikäsittely Nokian Maatialan vesilaitoskella
Yhteyshenkilön nimi
Toteuttajaorganisaatio	Tampereen teknillinen yliopisto/ Esa Ränkman
Hankkeen muut toteuttajat
Hankkeen koko budjetti (sis alv)	0,00 €
Hankkeen aikataulu	2010
Hankkeen aihepiiri	Talousveden hankinta ja käsittely
Tavoitteet
Toteutus	Nokian kaupungin tekopohjavesilaitos hyödyntää Maatialanharjun I luokan pohjavesialuetta raakavesilähteenään. Luontaisen muodostumisen lisäksi pohjavettä syntyy rantaimeytymisen ja Viikinharjulla tapahtuvan tekopohjaveden imeyttämisen seurauksena. Nykyisellään vesilaitokselle käsittelyyn johdettava pohjavesi on rauta- ja mangaanipitoista, ja orgaanisen aineen määrä on melko korkea. Raudan ja mangaanin poistamiseen käytetään hapetusta ja hiekkasuodatusta. Tässä työssä tarkasteltiin Maatialanharjun pohjaveden muodostumisprosessia veden orgaanisen aineen määrän ja laadun analyysien avulla. Menetelminä olivat DOC- ja HPSEC-analyysit. Näiden avulla pyrittiin selvittämään alueita, joilla rantaimeytymistä pohjavesialtaaseen tapahtuu, sekä rantaimeytymisen vaikutusta pohjaveden laatuun. Lisäksi työssä koottiin yhteen merkittävimmät riskit, jotka ovat tulleet esille Maatialanharjun pohjavesialuetta ja Vihnusjärveä koskevissa riskikartoituksissa. Työn viimeisessä vaiheessa selvitettiin imeytettävän veden esikäsittelyyn soveltuvia tekniikoita. Maaperään imeytetystä vedestä poistui orgaanisen aineen suurimolekyyliset fraktiot hyvin. Myös tekopohjaveden DOC-pitoisuus laski veden kulkeutuessa kohti vedenottamoa. Koejärjestely, jossa järviveden imeyttäminen keskeytettiin kuudeksi viikoksi, osoitti, että rantaimeytymisen lisääntyessä pohjaveden laatu heikkenee orgaanisen aineen ja raudan osalta. Samalla voitiin karkeasti arvioida, että rantaimeytymistä tapahtuu Vihnusojan suun ja kesäteatterin läheisyydessä. Vähentämällä rantaimeytymisen määrää Maatialanharjun pohjavesialtaaseen voidaan pohjaveden laatua parantaa. Muodostuvan tekopohjaveden laatua voidaan entisestään parantaa esikäsittelemällä imeytettävä vesi. Kemiallinen esikäsittelytekniikka osoittautui hyväksi vaihtoehdoksi orgaanisen aineen ja kiintoaineen vähentämiseen. Tavoitteena on vähentää raudan ja mangaanin liukenemista pohjaveteen. Kontaktisuodatus DynaSand-hiekkasuodattimella tai kemiallinen käsittely A
Tulokset	Maatialanharjun pohjaveden laatua vaarantavista tekijöistä on tehty useita selvityksiä. Pohjaveden laadun kannalta merkittävimmät vaarat ovat luontaiseen antoisuuteen nähden runsas vedenotto, Häpesuon vanha kaatopaikka ja Myllypuron kautta Vihnusjärveen valuvat vedet. Sinileväsolujen poistuminen on osoittautunut tehokkaaksi tekopohjaveden muodostamisessa, mutta sinileväsoluista vapautuvat liukoiset toksiinit eivät pidäty yhtä tehokkaasti imeytyksen aikana. Käsittelemättömän järviveden imeyttäminen on syytä keskeyttää tulevaisuudessakin, jos Vihnusjärvessä sinilevää havaitaan. Pohjaveden havaintoputkista otettujen näytteiden avulla tarkasteltiin tekopohjaveden muodostamisen vaikutuksia pohjaveden laatuun. Orgaanisen aineen määrää (DOC-analyysi) ja laatua (HPSEC-analyysi) pidettiin hyvinä mittareina tähän tarkoitukseen. Maaperään imeytetystä vedestä poistuu orgaanisen aineen suurimolekyyliset fraktiot hyvin, ja veden DOC-pitoisuus laskee. Maatialan vesilaitokselle pumpattavan raakaveden sekoitussuhteen määrittäminen osoittautui vaikeaksi tehtäväksi. Tässä työssä kokeillulla menetelmällä, jossa vesinäytteen orgaanisen aineen molekyylikokojakauman avulla arvioitiin sekoitussuhdetta, ei saavutettu luotettavia tuloksia. Tehtyjen tutkimusten mukaan merkittävä Maatialanharjun pohjaveden laatua heikentävä tekijä on rantaimeytyminen. Tätä asiaa tutkittiin koejärjestelyllä, jossa järviveden imeytys Viikinharjulle keskeytettiin kuudeksi viikoksi syys-lokakuussa 2010. Imeytystauon aikana otettujen raakavesinäytteiden rautapitoisuudet kohosivat jopa arvoon 4,2 mg/l, mitä voidaan pitää epätavallisen korkeana arvona. Myös orgaanisen aineen pitoisuus raakavedessä kasvoi imeytystauon aikana. Pohjaveden havaintoputkista otettiin näytteitä imeytystauon päätteeksi. Mielenkiintoisimmat tulokset saatiin Vihnusojan suulla olevasta havaintoputkesta Hp 3/95 ja kesäteatterin vieressä sijaitsevasta putkesta Hp 9/96. Kummassakin näytteessä ilmeni selkeää laadunheikkenemistä imeytystauon vaikutuksesta. Nämä tulokset antavat syyn epäillä, että rantaimeytymistä tapahtuu Vihnusojan suulla ja toisaalta kesäteatterin läheisyydessä. Sen sijaan uimarannan kohdalla olevan havaintoputken Hp 4/95 vedenlaatu vastasi orgaanisen aineen osalta täysin luontaisen pohjaveden laatua, eikä rantaimeytymisestä ollut havaittavissa mitään merkkejä. Tekopohjavedeksi imeytettävän pintaveden esikäsittelyllä pyritään parantamaan ja turvaamaan muodostuvan tekopohjaveden laatua. Tässä työssä tarkastelluilla kemiallisilla esikäsittelymenetelmillä voidaan saavuttaa 54 – 60 % DOC-vähenemä, kun koagulantin annos on 3,7 – 5,5 mg Al/l. Tehokkaimmin koagulaatiokokeessa poistuivat suuret molekyylikokofraktiot. Sekä DynaSand-hiekkasuodattimilla toteutettava kontaktisuodatus että Actiflo-laitoksella suoritettava käsittely soveltuvat orgaanisen aineen ja kiintoaineen poistamiseen. Esikäsittelyn vaikutuksia vesilaitoksen raakaveden laatuun ei pystytä suoraan näkemään. Kuitenkin voidaan arvioida, että happea kuluttavan aineksen poistaminen imeytettävästä vedestä ennen maaperään johtamista parantaisi raakaveden laatua. Pohjaveden liukoisen hapen nykyistä korkeampi pitoisuus, joka kemiallisella esikäsittelyllä todennäköisesti saavutettaisiin, vähentäisi raudan ja mangaanin liukenemista pohjaveteen ja ylläpitäisi samalla tekopohjaveden biologista puhdistumista. Näillä perusteilla jälkikäsittelyprosessin hapetustarve vähenisi, vaikka sitä kokonaan tuskin voitaisiinkaan välttää. Esikäsittelyn vaikutus esimerkiksi sinileväsolujen poistamisessa tulisi kirjallisuuden perusteella olemaan merkittävä. Liukoisia levätoksiineja ei kuitenkaan esitetyillä vaihtoehdoilla voida ainakaan täysin poistaa.
Tietoa hankkeesta muualla internetissä
Loppuraportti (julkinen)
Yhteenvetokalvot ja tiedote (julkiset)