Tutkimus: jätevesien lääkeainejäämät puhdistuvat koronapurkauspulssien avulla energiatehokkaasti

Tuore Lappeenrannan teknillisessä yliopistossa (Lappeenranta University of Technology, LUT) tarkastettava väitöstutkimus selvittää jätevedestä orgaanisten haitta-aineiden, kuten lääkeainejäämien, puhdistamista energiatehokkaasti pelkän sähkön avulla. Käytännön tutkimusten mukaan koronapurkauspulsseihin perustuvalla PCD-tekniikalla (Pulsed Corona Discharge) voidaan vähentää lääkejäämistä aiheutuvaa ympäristökuormitusta merkittävästi.

Ympäristötekniikan diplomi-insinööri Petri Ajon kemiantekniikan alaan kuuluvaan väitöskirjaan kuuluvien pilottitestien perusteella PCD-tekniikalla lääkeaineet, niiden muuntumistuotteet ja muut vastaavat yhdisteet hajoavat jätevedestä helposti, sillä prosessi on epäselektiivinen.

PCD-tekniikka perustuu sähköpurkausten muodostaman hetkellisen plasmakentän kontaktiin  veden kanssa. Tällöin vesimolekyyleistä itsestään sekä ilmassa olevasta hapesta muodostuu voimakkaita hapettimia, jotka hajottavat orgaanisia yhdisteitä vedeksi ja hiilidioksidiksi. Tutkimuksissa tarkasteltiin tekniikan perustana olevien hapettimien muodostumista plasman, nesteen ja kaasun rajapinnassa, sekä selvitettiin ja niiden käyttäytymistä prosessissa.

Käytännön tutkimuksia tehtiin kolmen paikan jätevedestä

Tutkimuksissa havaittiin lisäksi, että lääkeaineiden hetkellistä uudelleenmuodostumista voidaan pitää normaalina osana puhdistusprosessin reaktioketjua, mikä toisaalta hankaloittaa eri tekniikoiden vertailua ja korostaa epäselektiivisyyden merkitystä. Lääkeainejäämiä hajotettiin Lappeenrannan Toikansuon ja Espoon Rinnekoti-säätiön jätevedenpuhdistamoiden poistovirroista sekä Etelä-Karjalan keskussairaalan käsittelemättömästä viemärivedestä.

Tuloksena saatiin merkittävää uutta tietoa hapettimien energiatehokkaan hyödyntämisen edellytyksistä, mikä on erittäin tärkeää myös tekniikan jatkokehityksen kannalta. Prosessin hyötysuhde riippuu mm. lämpötilasta, virtausolosuhteista, viipymäajasta sekä prosessin sijainnista jätevedenkäsittelyketjussa.

Ajon väitöskirja Hydroxyl radical behavior in water treatment with gas-phase pulsed corona discharge (hydroksyyliradikaalien käyttäytyminen vedenkäsittelyssä kaasufaasin koronapurkauspulsseilla) tarkastetaan 29.3.2018 klo 12.00 LUT:n ylioppilastalon auditoriossa. Vastaväittäjä toimii dosentti Wilfred Hoeben Eindhovenin teknillisestä yliopistosta Hollannista. Kustoksena toimii dosentti Sergei Preis Lappeenrannan teknillisestä yliopistosta.

Väitöskirja on julkaistu yliopiston Acta Universitatis Lappeenrantaensis -tutkimussarjassa numero 793. ISBN 978-952-335-212-4 ja ISSN 1456-4491. Väitöskirja on luettavissa Lappeenrannan teknillisen yliopiston LUTPub-tietokannassa osoitteessa http://urn.fi/URN:ISBN:978-952-335-213-1. Väitöskirjan painetun version voi ostaa Aalef-kirjakaupasta, puh. 044 744 5511 tai kirjakauppa(at)aalef.fi sekä LUT Shopin verkkokaupasta osoitteessa https://lutshop.lut.fi.

Lisätietoja:

Petri Ajo,  0504112079, petri.ajo@lut.fi