Tutkimus: Jäädytyskiteytys puhdistaa tehokkaasti jätevesiä

Jätevesien puhdistuksessa luonnonmukainen jäädytyskiteytys on ympäristöystävällinen vaihtoehto esimerkiksi kemiallisille menetelmille. Luonnonolosuhteita hyödyntämällä teollisuus voi toteuttaa puhdistamisprosesseja energiatehokkaasti.

Alueilla, joilla lämpötilat menevät luonnostaan alle veden jäätymispisteen, on mahdollista hyödyntää luonnollinen kylmä jätevesien puhdistamisprosessissa. Menetelmä perustuu siihen, että vedestä muodostuvat jääkiteet hylkivät luonnostaan lika-aineita. Jäteveden jäätyessä muodostunut jää on siis monin verroin puhtaampaa kuin jätevesi.

Aihetta tutkii LUT-yliopiston tutkijatohtori Emil Kurvinen ryhmineen.

"Tutkimuksen perusteella jäässä on jopa 65-90 prosenttia vähemmän epäpuhtauksia kuin alkuperäisessä vedessä", Kurvinen kertoo.

Yllättävän tehokas veden puhdistuminen

Luonnollista jäätymistä on tutkittu LUT-yliopiston ja Aalto-yliopiston yhteisessä WINICE-projektissa. Sen aikana jäätä ja vettä kerättiin vesienkäsittelyaltailta Terrafame Oy:n kaivokselta Sotkamossa ja Vapo Oy:n Suursuon ja Konnunsuon turvetuotantoalueilta Etelä-Karjalassa.

Myös Pien-Saimaa-järvestä Taipalsaaresta haettiin näytteitä vertailuarvoksi jään mekaanisen lujuuden ja puhtauden selvittämisessä.

"Vesien puhdistuksessa on tehty paljon tutkimusta kontrolloidulla jäädytyksellä. Luonnonolosuhteissa jätevedet puhdistuvat yllättävän tehokkaasti jäätymisen vaikutuksesta", Kurvinen sanoo.

"Jos oivaltaa, että luonnon olosuhteissa on mahdollista tällainen erotuskyky tai puhdistuskyky, niin herää kysymys siitä, mihin muuhun tätä voi käyttää. Varsinkin jos prosessi on hallittu", hän lisää.

Teollisuudelle ympäristöystävällinen puhdistusmenetelmä

Suomessa potentiaalisimmat hyötyjät jätevesien puhdistamisesta jäädytysmenetelmällä ovat kemianteollisuus ja kaivostoiminta. Kurvisen mukaan menetelmä on potentiaalinen jätevedenpuhdistusta täydentävä menetelmä, sillä sen avulla saadaan pienennettyä muilla menetelmillä käsiteltävän jäteveden määrää.

"Kun jäteveden annetaan ensin jäätyä, saadaan luonnonmukaisesti erilleen puhtaampi osa eli jää".

Nyt luonnonolosuhteissa toteutettua tutkimusta edelsi LUTissa jäätymiskiteytymisen tutkimus suolaliuosten osalta ja erityisen talvisimulaattorin avulla. Lue aiemmasta tutkimuksesta lisää täältä.

Lisätietoa:

  • JUFO 3 -luokiteltu julkaisu luonnollisesti jäätyneen jään puhtaudesta ja mekaanisesta lujuudesta jätevesialtaissa Suomessa vuonna 2017 esitetään julkaisussa: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043135418306936
  • Wastewater Management by Natural Freeze Crystallization and Ice Separation (WINICE) -konsortioon kuuluivat professorit tutkimusryhmineen: Marjatta Louhi-Kultanen (LUT & Aalto), Pentti Kujala (Aalto) ja Aki Mikkola (LUT). Monivuotinen WINICE-hanke liittyi Suomen Akatemian ARKTIKO-ohjelmaan.
  • WINICE:n rinnalla on menossa JÄPÄ - Teollisen jäteveden puhdistaminen liikuteltavalla ratkaisulla - projekti. Projekti on osa Business Finlandin Tutkimuksesta liiketoimintaa -ohjelmaa.