Orgaanisten koagulanttien soveltuvuus jätevesien käsittelyyn ja niiden vaikutus puhdistamolietteen biologiseen stabilointiin ja hyödyntämiseen maaperän korjaustoimina

Kunnallisen jäteveden käsittelyssä käytetään usein epäorgaanisia koagulantteja (IC) poistamaan haitta-aineita, kuten liuenneita ja kiintoainemuodossa olevia ravinteita sekä orgaanisia ja epäorgaanisia aineita koagulaatio- ja flokkulaatioprosessien kautta. Epäorgaanisten koagulanttien käytössä kuitenkin on jätevesien jälkikäsittelyyn sekä lietteen käsittelyyn ja hävittämiseen liittyviä haasteita. Epäorgaanisten koagulanttien käytön johdosta jätevesilietteen metallipitoisuudet ovat korkeita ja lietetilavuus on suuri, mikä heikentää syntyvän lietteen lannoitepotentiaalia ja yleistä kustannustehokkuutta. Tässä opinnäytetyössä tutkitaan orgaanisten koagulanttien (OC) soveltuvuutta ainoana koagulanttiaineena korvaamaan epäorgaanisia koagulantteja yhdyskuntajätevesien kemiallisessa käsittelyssä. Lisäksi tutkitaan koagulanttien korvaamisen vaikutusta syntyvän lietteen biologiseen stabiloitumiseen (eli anaerobiseen mädätykseen (AD) ja kompostointiin) sekä vaikutusta sen käyttömahdollisuuksiin maanparannusaineena ja niittynurmikan (Poa pratensis) kasvuun. Tässä opinnäytetyössä tutkimuksia tehtiin laboratoriokokeilla, pilottijärjestelmätestauksilla ja kasvatusastiakokeilla. Näytteistä mitattiin mm. typpeä, fosforia, alumiinia ja rautaa ja mikrohaitta-aineita. Tekijät, joita seurattiin, olivat mm. veden sameus, pH, kaasuntuotanto, raaka-aineen lämpötila, mikrobiyhteisökoostumus, lehtien kasvu. Tulokset osoittivat, että orgaaninen koagulantti, jolla on korkea molekyylipaino ja erittäin korkea varaustiheys, voi mahdollisesti toimia ainoana koagulaatiokemikaalina, koska se poisti jopa 88 % orgaanisesta aineesta (biokemiallisena hapenkulutuksena (BOD) mitattuna) ja 87 % fosfaattifosforista. Yhdyskuntajätevesilietteen biologisessa stabiloinnissa anaerobisen mädätyksen aikana luonnollinen orgaaninen koagulantti tuotti korkeimman metaanin (CH4) tuotannon. Synteettisellä orgaanisella koagulantilla oli korkein raaka-aineen lämpötila ja hiilidioksidin (CO2) tuotanto kompostointiprosessin aikana sekä niiden massa väheni eniten kompostoitumisprosessin aikana verrattuna epäorgaanisella koagulantilla käsiteltyjen jätevesien lietteisiin. Orgaanisella koagulantilla käsiteltyjen jätevesien lietteen mädätetuote- aiheutti suurimman kokonaisfosfori ja kokonaistyppihuuhtouman kasvatusastiakokeissa. Lisäksi käytettäessä lannoitteena orgaanisella koagulantilla käsiteltyjen jätevesien lietteen mädätetuotetta, niittynurmikan lehdissä oli korkeampi ravinnepitoisuus, kuin jos käsittelyssä oli käytetty epäorgaanista koagulanttia.