Active filtration of phosphorus in Ca-rich hydrated oil shale ash filters: effect of hydraulic retention time and pollutants loading rate

Abstract

Projekti “Fosforiärastustehnoloogiad märgalapuhastites: põlevkivituhasette filtersüsteemide omadused ja pikaajaline toimimine” raames käivitati 2013. aasta septembris Nõo reoveepuhasti juures välikatse, mis kestab 2015. aasta augustini. Käimasoleva välikatse eesmärgiks on leida sobilik spetsiaalselt fosfori-ärastusele orienteeritud puhastus-süsteem haja-asustuses paiknevatele majapidamistele, väikeasulatele, ettevõtetele jne. (reostuskoormus 5 kuni 500 IE). Katse hindab varasemate uurimustööde käigus efektiivseks osutunud hüdratiseerunud põlevkivituha pikaajalist fosfori sadestamise (Ca-fosfaadina) potentsiaali ning materjali eluiga kõrge reostuskoormuse korral. Täismõõtmetes katse, mis imiteerib 5 IE suuruse reostuskoormusega reoveeallikat (nt. eramajapidamine), koosneb eelpuhastus etapist (2 m3septikust; NS) ja kahest paralleelselt töötavast pinnasfiltersüsteemist, mis erinevad ainult hüdraulilise režiimi poolest (see mõjutab reovee viibeaega filtris). Esmane reovee puhastus toimub vertikaalvoolulistest pinnasfiltrites (NV1 ja NV2, mõlema maht 3 m3), milles on filtermaterjaliks erineva fraktsiooniga kergkruus. Sekundaarne puhastus toimub horisontaalvoolulistes pinnasfiltrites (NH1 ja NH2; mõlema filtri maht 8 m3), mille täitematerjaliks on hüdratiseerunud põlevkivituhk. Esimene pinnasfiltersüsteem (NV1+NH1) on stabiilse hüdraulilise režiimiga (perioodiliselt iga 40 minuti tagant (0,55 m3/d) ning teise pinnasfiltersüsteemi (NV2+NH2) korral imiteerib režiim ühepereelamu reoveeteket – hommikuti/õhtuti ja nädalavahetuseti on vee kasutus intensiivsem (5 päeva nädalas 0,4 m³/d ja 2 päeva 0,9 m³/d). Mõlema pinnasfiltersüsteemi hüdrauliline koormus on aga sama – 3,83 m3/nädalas. Käesoleva magistritöö eesmärkideks on:  analüüsida hüdratiseerunud põlevkivituha P-ärastuse efektiivsust kõrge reostuskoormusega katses;  kindlaks määrata eelpuhastuse ja esimese astme puhastuse roll orgaanilise aine ja teiste reoainete eemaldamises;  hinnata erineva hüdraulilise režiimi mõju fosforiärastusele hüdratiseerunud tuhas;  uurida kõrge reostuskoormuse mõju hüdratiseerunud tuha efektiivsusele ja jälgida reostuse levikut tuhafiltrites.