Vedenkäsittely
Suuri osa ihmisistä voi pitää puhdasta vettä itsestäänselvyytenä. Se on kuitenkin elämän ehto niin kasveille ja eläimille kuin ihmisille. Vesi on resurssi, joka on ihmisellä tilapäisesti lainassa ennen sen palaamista takaisin osaksi veden kiertokulkua.
Käyttöalueet vedenkäsittelyn alalla
Air Liquide on kehittänyt erilaisia teknologioita ja tuotteita, joilla vettä voidaan käsitellä pitkäjänteisesti kestävällä tavalla. Tämä pätee sekä juomaveden valmistukseen että jätevesien puhdistukseen.
Jätevesien hapetus
Air Liquide toimittaa täydellisen hapetusjärjestelmän jätevesien käsittelyyn, olipa sitten kyseessä tilapäinen kapasiteettivaje tai nykyistä laitosta koskevat tiukentuneet vaatimukset. Air Liquide toimittaa tällä osa-alueella kaiken kaasusta ja laitteista asiantuntijapalveluihin.
Jätevesi on puhdistettava biologisesti ennen veden ohjaamista vastaanottajalle, jotta puhdistamattomien päästöjen aiheuttamilta ympäristöongelmilta vältytään. Yleisin biologinen puhdistusprosessi tapahtuu aerobisissa olosuhteissa eli hapen myötävaikutuksella.
Puhtaan happikaasun käytöllä jätevesien biologisessa puhdistuksessa on useita etuja verrattuna perinteiseen hapetukseen paineilman avulla. Paineilmaan verrattuna happea liukenee veteen noin viisi kertaa enemmän, kun käytössä on puhdas happikaasu. Tämä tarkoittaa sitä, että hapetus tehostuu samassa suhteessa.
Kun kaasua ruiskutetaan, syntyy pieniä kaasukuplia sekä puhdasta happikaasua että paineilmaa käytettäessä. Tärkeä hapensiirtoparametri on kuplien nousunopeus, johon niiden suuruus vaikuttaa. Suuret kuplat kulkevat nopeasti nestetilavuuden läpi. Pienemmät kuplat kulkevat hitaammin. Kun kaasukupla nousee hitaasti nesteessä, hapensiirto on tehokasta.
Matkalla pintaan happea vapautuu ja kuplan koko pienenee. Kaasukupla pienenee, kun happea siirtyy ympäröivään nesteeseen. Paineilmalla aikaan saadusta kaasukuplasta noin 20 % on happea ja loput enimmäkseen typpikaasua. Tällaisen kuplan tilavuus ei voi pienentyä yhtä paljon kuin puhdasta happikaasua käyttämällä aikaan saadun kaasukuplan, jonka pitäisi periaatteessa pystyä liukenemaan kokonaan ja häviämään ennen pinnan saavuttamista.
Kun hapetuksessa käytetään paineilmaa, yli 80 % lisätystä ilmamäärästä kulkee suoraan nestetilavuuden läpi ja kuljettaa mukanaan pahan hajun kaltaisia haihtuvia aineita. Tällaisen strippausvaikutuksen lisäksi pieniä nestepisaroita on enemmän, ja ne voivat levittää legionella-bakteeria. Jos pinta-aktiivisia aineita on useita, riskinä on vaahtoaminen ilman voimakkaan läpivirtauksen seurauksena.
Edellä mainitut haitat voidaan minimoida käyttämällä hapetuksessa puhdasta happikaasua, jolloin vain pieni murto-osa lisätystä kaasusta ei siirry vesifaasiin.
TURBOXAL™ – pieni pintailmastin
TURBOLAX on pienikokoinen pintailmastin, jolla puhdasta happikaasua voidaan lisätä tehokkaasti biologisessa vedenpuhdistusprosessissa esimerkiksi aktiivilietealtaissa ja ilmastetuissa lammikoissa.
TURBOLAX-pintailmastimessa turbiini ja juoksupyörä luovat pyörivän ja pyörteisen vesivirran, joka lisää hapen tehokkaasti biologiseen prosessiin. Happikaasu lisätään itseimevän turbiinin yläosassa, jossa vesifaasin voimakas pyörteisyys tuottaa paljon pieniä happikaasukuplia. Kun käytössä on puhdas happikaasu, happea siirtyy kaasusta nesteeseen noin viisi kertaa enemmän kuin ilmaa käytettäessä. Voimakas juoksupyörä ohjaa hapella rikastetun veden kohti altaan pohjaa, jossa se sekoittuu tehokkaasti ympäröivään veteen. Tämän ansiosta happea voidaan lisätä erittäin tehokkaasti altaissa, joissa veden syvyys on 2–5 metriä, ja optimoida näin biologinen puhdistusprosessi.
TURBOXAL-pintailmastin on tehokas, pienikokoinen ja helppo asentaa. Laitteen suojaamiseksi ylikuormitukselta vakiomalli sisältää moottorin lämpötila-anturin ja ylikuormitussuojan.
Edut
- Suuri hapen lisäyskapasiteetti
- Tehokas happikaasun käyttö
- Helppo asennus käytössä olevaan järjestelmään
- Itseimevä järjestelmä
- Happi siirtyy hyvin altaassa
- Useita vaihtoehtoja
- Helppo integroida aiemmin asennettuun järjestelmään
- Pienet investointikustannukset
- Pienet käyttökustannukset
- Minimaalinen kunnossapitotarve
- Taloudellinen ratkaisu
VENTOXAL-ruiskutussuutin – tehokas ja kompakti hapetusratkaisu
VENTOXAL on dynaaminen ja erittäin tehokas järjestelmä puhtaan happikaasun lisäämiseen aktiivilietealtaissa. Järjestelmä on suunniteltu erityisesti biologista puhdistusvaihetta varten. Se parantaa pysyvästi prosessin tehokkuutta ja vakautta ylikuormitetuissa puhdistuslaitoksissa.
VENTOXAL-ruiskutussuutin lasketaan suoraan alas aktiivilietealtaisiin tehokkaan hapetuksen tuottamiseksi biologisessa prosessissa. Prosessivesi pumpataan erikoismuotoillun kaksivaihesuuttimen läpi, jossa veteen lisätään samalla happi. Näin luodaan homogeeninen erittäin pienien happikaasukuplien sekoitus vesivirrassa, mikä on tehokkaan hapensiirron perusedellytys. Järjestelmässä on vähintään yksi suihkupumppu, joka sekoittaa hapella rikastetun primäärivirran vielä neljä kertaa suurempaan prosessivesimäärään. Näin suuri määrä happea jaetaan suureen osaan aktiivilietealtaan tilavuudesta. Suihkupumput paitsi jakavat hapella rikastetun veden tehokkaasti tilavuudessa, myös hapettavat veden dynaamisesti siirtämällä kaasukuplat vaakasuunnassa eteenpäin pitkin altaan pohjaa, ennen kuin ne alkavat nousta pystysuunnassa. Dynaamisessa hapetuksessa kaikki kaasukuplat ovat merkittävästi pidemmän aikaa vuorovaikutuksessa prosessiveden kanssa, mikä tehostaa voimakkaasti aineensiirtoa.
VENTOXAL-järjestelmä on tehokas, pienikokoinen ja helppo asentaa. Vakiomallissa on uppopumppu, minkä lisäksi saatavilla on kuiva-asenteisilla pumpuilla varustettuja erikoismalleja. VENTOXAL on helppo asentaa jo toiminnassa oleviin laitoksiin, joissa hapetusta halutaan tehostaa.
Edut
- Suuri hapen lisäyskapasiteetti
- Tehokas happikaasun käyttö (~ 90 %)
- Helppo asennus käytössä olevaan järjestelmään
- Happi sekoittuu hyvin altaassa
- Useita vaihtoehtoja (esim. typenpoisto)
- Helppo integroida aiemmin asennettuun järjestelmään
- Pienet investointikustannukset
- Taloudellinen ratkaisu
- Vähäinen kunnossapitotarve
pH-tason säätö hiilidioksidin avulla
Air Liquide toimittaa ratkaisuja käyttöön yhdessä hiilidioksidin kanssa. Hiilidioksidia käytetään muun muassa kaikentyyppisten vesien, kuten jäte-, prosessi- ja juomavesien neutralisointiin ja pH-tason säätämiseen sekä pH-tason säätämiseen uimahalleissa. Hiilidioksidin avulla voidaan myös säätää kalsiumkarbonaattitasapainoa koostumukseltaan tasapainoisen veden luomiseksi.
Kun hiilidioksidi liukenee veteen, muodostuu hiilihappoa. Se on heikko happo. Hiilidioksidia voidaan sen vuoksi käyttää jäteveden pH-tason säätämiseen. Tällainen ratkaisu tuottaa mitattavia etuja sekä turvallisuuden että kustannusten suhteen verrattuna järjestelmään, jossa käytetään rikki- tai suolahapon kaltaisia myrkyllisiä ja korroosiota aiheuttavia mineraalihappoja. Hiilidioksidi on turvallisempi vaihtoehto, koska kaasu minimoi ympäristövaikutukset ja henkilövahinkojen riskin onnettomuustilanteissa. Ratkaisu auttaa vähentämään prosessiin, infrastruktuuriin ja kunnossapitoon liittyviä kustannuksia, samoin kuin toimituksiin, varastointiin ja vaarallisten happojen käyttöön liittyviä kustannuksia.
Karbonaattitasapaino
Juomaveden puhdistus toimii eri tavalla sen mukaan, onko vesi peräisin pohja- vai pintavesistä. Pohjavesi on tavallisesti puhtaampaa eikä edellytä yhtä voimakkaita puhdistustoimia kuin pintavesi, jota käsitellään useassa prosessivaiheessa. Tällaisia prosessivaiheita ovat mekaaninen, kemiallinen ja biologinen puhdistus sekä desinfiointi. Loppuvaiheen toimiin sisältyy erityisesti silloin, jos vesi on pehmennetty keskitetysti, pH-tason säätäminen jäljellä olevan kovuuden ja karbonaattien määrän välisen tasapainon optimoimiseksi vedessä. Tuloksena saadaan stabiili vesi, mikä auttaa estämään syövyttävästä vedestä aiheutuvan korroosio-ongelman tai kalsiumkarbonaatilla kyllästetystä vedestä aiheutuvat haitalliset saostumat.
Otsoni vedenkäsittelyssä
Otsoni on luonnossa esiintyvä tehokas hapetin, jota muodostuu ukkosilmalla salamaniskusta aiheutuvan sähkökentän tuloksena. Otsonikaasulla on useita erilaisia käyttösovelluksia, kuten juomaveden värinpoisto ja desinfiointi sekä jäteveden kemiallinen hapetus sen puhdistusprosessin aikana.
Air Liquidella on useita patentoituja otsoniratkaisuja vedenkäsittelyyn ja laaja osaaminen kaasun tehokkaasta ruiskutuksesta nesteisiin. Teemme tiivistä yhteistyötä useiden otsonigeneraattorivalmistajien kanssa. Air Liquide toimittaa useita erilaisia ratkaisuja, joissa kaasu liukenee tehokkaasti nesteeseen ja happikaasu otetaan talteen muissa prosessivaiheissa käyttöä varten.
Vedenpuhdistus
Vedenpuhdistuksessa pieni annos otsonia ruiskutetaan paluulietteeseen, mikä estää tehokkaasti rihmamaisten bakteerien (filamenttien) esiintymät. Lietteen lieteindeksi on silloin pieni ja sedimentoitumisominaisuudet hyvät. Jos otsoniannosta suurennetaan, liete hapettuu voimakkaammin. Tämän seurauksena aktiivimateriaalia irtoaa vähemmän.
Nykyaikaiset puhdistamot ovat tehokkaita ja poistavat suurimman osan epäpuhtauksista, joita saapuva vesi sisältää. Osa mikroepäpuhtauksista ohittaa kuitenkin puhdistamon ilman muutoksia. Tähän luokkaan kuuluu useita aktiivisia aineita, kuten lääkkeet, jotka vaikuttavat edelleen saajaansa. Otsoni ei kohtuullisina annoksina käytettynä hapeta täydellisesti tällaisia aineita, mutta saa niissä aikaan muutoksia molekyylien tasolla. Tämä lisää tavallisesti tällaisten aineiden biosaatavuutta ja mahdollistaa niiden poiston biologista hajoamista hyödyntämällä.
Kun otsoni on vaikuttanut, kaasu johdetaan pois tuhoajaan mahdollisesti jäljellä olevien otsonijäämien tuhoamiseksi tavallisesti katalyyttisessa prosessissa. Tässä yhteydessä unohdetaan usein, että tuhoajasta poistuva kaasu on arvokas resurssi, josta saadaan puhdasta happikaasua. Sitä voidaan käyttää aerobisessa biologisessa puhdistusvaiheessa.
Juomavesi
Otsonin kykyä hapettaa tyydyttymättömät hiiliyhdisteet hyödynnetään juomaveden käsittelyssä. Se poistaa nopeasti värin ja voi jossain määrin poistaa myös mullan maun, joka osissa vesiä on. Otsonin desinfiointikykyä hyödynnetään suojaamalla sen avulla vesi erilaisilta patogeeneiltä. Otsonikaasua voidaan lisäksi käyttää tehostamaan hiukkaserotusta, ja se hapettaa helposti raudan ja mangaanin.
Juomaveden käsittelyssä käytettyjä otsonin käyttötoimintoja voidaan soveltaa myös muilla osa-alueilla. Myös vesiviljelyssä on tarve poistaa väri ja paha haju maalla sijaitsevissa RAS-järjestelmissä, joissa vesi kierrätetään tehokkaasti. Saapuva vesi on desinfioitava myös tällaisissa järjestelmissä, mihin käytetään esimerkiksi otsonia.
Otsonia tuotetaan otsonigeneraattoreilla
Otsoni on kaasu ja yksi tehokkaimmista hapettimista. Sitä muodostuu luonnostaan sähköpurkausten ja hitsauksen yhteydessä sekä ukkosilmalla. Suuren reaktiivisuuden takia otsonia ei voida kuljettaa, vaan se on tuotettava paikan päällä. Tähän käytetään otsonigeneraattoria, jossa suuritaajuuksinen sähkökenttä kehitetään happikaasuvirran yläpuolelle, minkä tuloksena muodostuu otsonia. Kehitetyn otsonin pitoisuus vaihtelee otsonigeneraattorin mukaan, mutta on tavallisesti 5–20 painoprosenttia. Otsonikaasuseoksesta suurin osa on happikaasua ja otsonia vain pieni osa.
