Hankkeen tila: Valmistunut
Kehittämisrahaston rahoitusosuus: 5000 €
Rahoituspäätös tehty: 2012-03-23

Hakijan toimittamat tiedot

Hankkeen nimi	Juomaveden desinfiointi otsonoinnilla: CT-yhtälöiden käyttäminen desinfiointitehon määrittämiseksi ja otsoniannoksen optimoimiseksi
Yhteyshenkilön nimi
Toteuttajaorganisaatio	Helsingin seudun ympäristöpalvelut-kuntayhtymä HSY
Hankkeen muut toteuttajat
Hankkeen koko budjetti (sis alv)	0,00 €
Hankkeen aikataulu	2012
Hankkeen aihepiiri	Talousveden hankinta ja käsittely
Tavoitteet
Toteutus	Otsonointi on tehokas talousveden desinfiointimenetelmä, joka parantaa myös veden hajua ja makua sekä pilkkoo orgaanisia yhdisteitä biologisesti hajoavaan muotoon. Otsonointia käytetään päädesinfiointimenetelmänä HSY:n Pitkäkosken ja Vanhankaupungin vedenpuhdistuslaitoksilla. Otsoni valmistetaan nestemäisestä hapesta ja imeytetään veteen kontaktialtaissa diffuusorien avulla. Desinfioinnin ohjaus perustuu tällä hetkellä kontaktialtaan jälkeiseen otsonin jäännöspitoisuuteen 0,4 mg/l. Otsonoinnista vesi johdetaan kaksivaiheiseen aktiivihiilisuodatukseen, jossa otsonoinnissa muodostunut AOC poistetaan biologisesti ja fysikaalisella adsorptiolla. Suunnitelmien mukaan laitosten kapasiteetteja tullaan tulevaisuudessa nostamaan, jolloin siirrytään yksivaiheiseen aktiivihiilisuodatukseen. Tämän tutkimuksen tarkoituksena oli optimoida otsonin syöttö niin, että kaikissa tilanteissa saavutetaan riittävä desinfiointiteho mahdollisimman hallitulla prosessin ajotavalla. Tutkimus toteutettiin koelaitosmittakaavan desinfiointikokeilla, joissa tarkasteltiin kestävän itiöllisen bakteerin, Clostridium perfringensin, inaktivaatioon tarvittavaa otsoniannosta ja CT-arvoja. Lisäksi tutkittiin Päijänteestä johdettavan raakaveden desinfiointitarvetta useiden eri taudinaiheuttajien suhteen. Täyden mittakaavan prosessin CT-arvot laskettiin molempien laitosten otsonoinnin kontaktialtaista teetetyn virtausmallinnuksen tulosten perusteella.
Tulokset	Desinfiointitarpeen arvioimiseksi raakaveden mikrobiologista laatua tutkittiin useiden eri mikrobien osalta. Raakavesinäytteet otettiin elokuun puolivälissä Asikkalan vedenottamolta Päijänteestä sekä Pitkäkosken laitokselle Päijännetunnelista tulevasta vedestä. Raakavesianalyyseissä raakaveden mikrobiologinen laatu todettiin erittäin hyväksi, eikä vedestä löytynyt taudinaiheuttajia. Otsonoinnin desinfiointitehon mitoittaminen kaikkein kestävimpien mikro-organismien CT-arvojen perusteella johtaisi raakaveden laatutulosten valossa otsonin syötön ylimitoittamiseen. Mahdollisessa raakaveden saas-tumistilanteessa suurin osa orgaanisesta aineista ja mikrobeista poistuisi jo selkeytyksessä ja suodatuksessa ennen otsonointia. Otsonoinnin desinfiointitehoa tutkittiin desinfiointikokein Pitkäkosken koelaitoksella. Tarkasteltavaksi mikro-organismiksi valittiin Clostridium perfringens, joka on luonnonvesissä esiintyvä, hyvin kestävä itiöllinen bakteeri. C. perfringens on talousvesiasetuksen mukaisesti mukana talousveden valvontatutkimuksissa silloin kun raakavetenä käytetään pintavettä. C. perfringensin on ajateltu kestävyytensä takia ilmentävän erittäin kestävän Cryptosporidium-alkueäimen kystojen esiintymistä ja sitä on esitetty kirjallisuudessa käytettäväksi desinfiointitutkimuksissa Cryptosporidiumin sijaisorganismina. Otsonoinnin viipymää koelaitoksen otsonoinnissa tutkittiin merkkkiainekokeilla, jossa selvitettiin veden viipymäaikajakauma. CT-arvon laskennassa käytettiin T10-arvoa, joka vastaa sitä aikaa, jossa 10 % virtaamasta on tullut kontaktorista ulos ja 90 % on edelleen kontaktorissa. Näin on otettu huomioon otsonikontaktorin epäideaaliset virtausolosuhteet. Desinfiointikokeissa havaittiin, että riittävä desinfiointiteho voidaan saavuttaa jo nykyistä pienemmällä otsoniannoksella ja jäännösotsonipitoisuudella. Kokeissa otsonijäännös oli noin 0,1 mg/l kun täyden mittakaavan prosessia ajetaan 0,4 mg/l ot-sonijäännöspitoisuudella. Koelaitoksen hiekkasuodatetussa vedessä C. perfringensin vähintään 96,4 % inaktivaatioon vaadittava CT10-arvo oli 2,5 (mg/l)*min. Vastaavassa kokeessa Pitkäkosken laitoksen hiekkasuodatettua vettä käytettäessä 2,1 (mg/l)*min CT10-arvolla saavutettiin 100 % inaktivaatio. C. perfringens on kuitenkin huomattavan hyvin otsonia kestävä mikrobi, joten kirjallisuudessa 99 % virusinaktivaatiolle määrättyä CT-arvoa 0,6 (mg/l)*min voidaan pitää riittävänä Päijänteen vettä käytettäessä. Kokeissa bakteerisuspension lisääminen veteen aiheutti merkittävän TOC-pitoisuuden nousun, joten todennäköisesti suuri osa syötetystä otsonista on kulunut orgaanisen aineen hapettamiseen. Desinfiointikokeissa otsonia syötettiin noin 0,2 mgO3/mgTOC, kun täyden mittakaavan otsonoinnissa sitä syötetään nykytilanteessa 0,3-0,5 mgO3/mgTOC. Täyden mittakaavan otsonointiprosessin CT10-arvot ylittävät 0,6 (mg/l)*min kaikissa prosessitilanteissa molemmilla laitoksilla jo otsonijäännöksellä 0,3 mg/l. Jäännöksellä 0,2 mg/l päästään vähintään CT10-arvoon 0,6 (mg/l)*min yhden otsonointilinjan virtaaman ollessa alle 4500 m3/h Vanhassakaupungissa tai alle 6100 m3/h Pitkäkoskella. Näitä suuremmilla virtaamilla otsonijäännös 0,2 mg/l ei riitä vaadittavan CT10-arvon saavuttamiseen.
Tietoa hankkeesta muualla internetissä
Loppuraportti (julkinen)
Yhteenvetokalvot ja tiedote (julkiset)