Rahoitusta Itä-Suomen yliopistolle jätevesien puhdistamiseen liittyvän teknologian kehittämiseen

Itä-Suomen yliopisto on saanut 216 000 euron Euroopan aluekehitysrahaston (EAKR) rahoituksen "Nanorakenteiset hybridimateriaalit jätevesien puhdistamiseen raskasmetalleista (HybREC)" -hankkeelle vuodelle 2014.

Pienten raskasmetallipitoisuuksien poistaminen jätevesistä kustannustehokkaasti on edelleen suuri haaste ympäristöhuollon piirissä. Esimerkkinä eteenkin uraanin poistaminen pieninä pitoisuuksina on tällä hetkellä erittäin haasteellista. Jätevesiä muodostuu teollisista prosesseista tai kun jo saastunutta maata puhdistetaan pesemällä. Kyseiset raskasmetallit saadaan samalla hyötykäyttöön, kun keräys tehdään oikealla tavalla. Tällä tavoin jätevesien puhdistaminen saattaa jo sinällään tulla taloudellisesti kannattavaksi, mikä saattaa mahdollistaa köyhempien esiintymisien louhinnan, kun sivuvirrat saadaan tehokkaammin hyödynnettyä.

Hankkeessa kehitetään jätevesien puhdistamiseen liittyvää osaamista yhteistyössä Itä-Suomen yliopiston, Geologian tutkimuskeskuksen, Savonia ammattikorkeakoulun ja useiden yritysten kanssa. Jäteveden puhdistus perustuu kahden uudentyyppisen materiaalin, metalleja sitovan bisfosfonaatin ja nanohuokoisen piin, yhdistämiseen innovatiiviseksi hybridimateriaaliksi. Preliminääristen tulosten perusteella tällä materiaalilla pystytään erittäin tehokkaasti sitomaan metalli-ioneja jätevesistä jopa pieninä ppm-pitoisuuksina. Merkittävänä etuna perinteisiin saostusreagensseihin ovat seuraavat: 1) saostusvaihe jää kokonaan pois, koska absorbentti on valmiiksi kiinteää, 2) saostusreagenssin määrää ei tarvitse etukäteen tietää kunhan sitä on riittävästi, 3) menetelmä toimii hyvin myös erittäin pienissä metallipitoisuuksissa (sakan muodostuminen alle ppm-pitoisuuksissa on normaaleilla menetelmillä hidasta), 4) metallien keräys onnistuu myös happamista liuoksista (pH alue 3-12), ja 5) absorbentti on regeneroitavissa ja kierrätettävissä useita kertoja. Aiemmin saadut alustavat tulokset tullaan haettavassa hankkeessa vahvistamaan ja suorittamaan testit suuremmassa mittaskaalassa. Samalla materiaalia kehitetään edelleen kustannustehokkaampaan suuntaan pitäen silmällä erityisesti teollisen mittaskaalan läpivirtausprosesseja.

Hankkeessa kehitettävässä metalleja keräävässä teknologiassa hyödynnetään metalli-ioneja adsorboivia bisfosfonaatteja, jotka sidotaan stabiilisti nanohuokoinen pii-materiaalin pintaan. Tällä materiaalilla on suuri pinta-ala ja jokainen sen pintaan konjugoitu bisfosfonaatti-molekyyli saadaan sitomaan metalli-ioni, jolloin materiaalin suorituskyky maksimoituu. Kerätyt metallit saadaan vapautettua ko. hybridimateriaaleista alhaisen pH:n liuoksissa, ja hybridimateriaalia voidaan käyttää lukuisia kertoja sen korkean stabiilisuuden ansiosta. Yksi hankkeen innovatiivisuus on tavassa liittää bisfosfonaatit stabiilisti huokoisen piin karbidipintaan. Materiaalin käsittely ja käyttö on myös helppoa, sillä sen partikkelikoko ei vaikuta tehokkuuteen, vaan sitä voidaan käyttää jopa millimetritason partikkeleina ja hyödyntää muun muassa läpivirtausprosesseissa.

Lisätietoja: 

Professori Vesa-Pekka Lehto, p. 040 355 2470, vesa-pekka.lehto@uef.fi
Professori Jouko Vepsäläinen, p. 040 355 3256, jouko.vepsalainen@uef.fi

Artikkelin kirjoitusvuosi: 2014

Takaisin tämän vuoden artikkeleihin