Alavudenjärven kunnostus hakebioreaktorilla : lähtötilanteen kartoitus valuma-alueelle
Peart, Nicolas (2022)
Peart, Nicolas
2022
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022061718176
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2022061718176
Tiivistelmä
Alavudenjärveen kohdistuu ravinteita laajalta valumaalueelta. Järveä on kunnostettu ja kunnostusta halutaan lisätä. Esimerkiksi vesistöön laskevaan ojaan tai puroon asennettava bioreaktori on yksi keinoista vähentää ravinteiden kulkeutumista järveen. Se toimii parhaiden pintavesien puhdistukseen, jossa konsentraatio on suhteellisen pieni ja viipymä pitkäkestoinen.
Puuhakereaktori on varsin harvinainen, mutta voi olla typenpoistoon varsin kustannustehokas keino. Tässä työssä perehdytään tutkimuksiin bioreaktorin puhdistustehosta, sekä sen ominaisuuksiin. Bioreaktorin biologinen reaktio on bakteerien luoma denitrifikaatio, jossa jäteveden typpimuoto muuntuu kaasumaiseksi typeksi. Denitrifikaatiobakteerit vaativat vähähappiset olosuhteet, sekä ravintoa hiilen muodossa puuhakkeesta. Tässä selvitetään mitkä keinot edesauttavat reaktiota, ja paljonko typenpoistoa yleisesti tapahtuu. Tutkimukset ovat enimmäkseen Pohjois-Amerikasta, mutta myös lähiseudulta.
Tutkimuksista käy ilmi, että hyvää typenpoistoa voi odottaa, mikäli olosuhteet kohtaavat. Tutkimuksessa myös havaittiin, että viipymä, lämpötila, toksiset yhdisteet, pH, happiolosuhteet ja ravinteet luovat muuttujan, joka voi merkittävästi vaikuttaa reaktioon. Viipymän täytyisi olla niin pitkä, että reaktiolla on aikaa toteutua. Reaktiossa voi syntyä myös muita aineita kuten typenoksideja tai typpi voi pelkistyä takaisin ammoniakiksi, mutta näiden muodostumisosuus on hyvin pientä. The lake of Alavus has been contaminated from fertilizers within a broad drainage area. Work has been done to prevent it from eutrophication. More precaution is measured. For example a bioreactor installed in a ditch or stream flowing into the lake is one possible solution to prevent fertilizers from entering the lake. Bioreactor works best purificating surface water where concentrations are relatively low and residence time is long.
A wood chip bioreactor is still rare but may be cost-effective way to remove nitrogen. This thesis introduces studies on bioreactors properties and its effectiveness. In a bioreactor biological reaction occurs called denitrification created by bacteria, in which the nitrogen in the effluent is converted to gaseous nitrogen. Denitrification bacteria require low oxygen conditions, as well as nutrients in form of carbon from the wood chip. Studies find out what means contribute to the reaction and how much nitrogen removal can be expected. The studies are mostly from North America but also from the surrounding area.
Studies show that good removal can be expected if conditions arise. The study also found that residence time, temperature, toxic compounds, pH, oxygen conditions and nutrients create a variable that can significantly affect the reaction. The residence time should be long enough for the reaction to take place. Other substances such as nitrogen oxides may also be formed in the reaction or the nitrogen may reduce back to ammonia, but these possibilities are small.
Puuhakereaktori on varsin harvinainen, mutta voi olla typenpoistoon varsin kustannustehokas keino. Tässä työssä perehdytään tutkimuksiin bioreaktorin puhdistustehosta, sekä sen ominaisuuksiin. Bioreaktorin biologinen reaktio on bakteerien luoma denitrifikaatio, jossa jäteveden typpimuoto muuntuu kaasumaiseksi typeksi. Denitrifikaatiobakteerit vaativat vähähappiset olosuhteet, sekä ravintoa hiilen muodossa puuhakkeesta. Tässä selvitetään mitkä keinot edesauttavat reaktiota, ja paljonko typenpoistoa yleisesti tapahtuu. Tutkimukset ovat enimmäkseen Pohjois-Amerikasta, mutta myös lähiseudulta.
Tutkimuksista käy ilmi, että hyvää typenpoistoa voi odottaa, mikäli olosuhteet kohtaavat. Tutkimuksessa myös havaittiin, että viipymä, lämpötila, toksiset yhdisteet, pH, happiolosuhteet ja ravinteet luovat muuttujan, joka voi merkittävästi vaikuttaa reaktioon. Viipymän täytyisi olla niin pitkä, että reaktiolla on aikaa toteutua. Reaktiossa voi syntyä myös muita aineita kuten typenoksideja tai typpi voi pelkistyä takaisin ammoniakiksi, mutta näiden muodostumisosuus on hyvin pientä.
A wood chip bioreactor is still rare but may be cost-effective way to remove nitrogen. This thesis introduces studies on bioreactors properties and its effectiveness. In a bioreactor biological reaction occurs called denitrification created by bacteria, in which the nitrogen in the effluent is converted to gaseous nitrogen. Denitrification bacteria require low oxygen conditions, as well as nutrients in form of carbon from the wood chip. Studies find out what means contribute to the reaction and how much nitrogen removal can be expected. The studies are mostly from North America but also from the surrounding area.
Studies show that good removal can be expected if conditions arise. The study also found that residence time, temperature, toxic compounds, pH, oxygen conditions and nutrients create a variable that can significantly affect the reaction. The residence time should be long enough for the reaction to take place. Other substances such as nitrogen oxides may also be formed in the reaction or the nitrogen may reduce back to ammonia, but these possibilities are small.