CAAMA on edullisempi ja ympäristöystävällisempi vaihtoehto vedenpuhdistukseen
Kirjoittanut Vilma Lehto
Kuvassa (vas.) Arto Pikkarainen, Sari Tuomikoski, CAAMAn kaupallistamistiimiin kuuluva Petri Aikio sekä Minja Korhonen.
Oulun yliopistolla on käynnissä CAAMA-projekti. Sen nimi tulee sanoista column-casted alkali-activated material adsorbent, ja sen tarkoituksena on tuoda uusia mahdollisuuksia teollisuuden jätevesien puhdistamiseen. Projekti on Kestävän kemian tutkimusyksikössä kehitetty, ja se tarjoaa vesien puhdistamiseen edullisemman, tehokkaamman, kestävämmän ja ympäristöystävällisemmän ratkaisun kuin mitä markkinoilla on tällä hetkellä saatavilla.
CAAMA-prosessi sisältää vedenpuhdistusmateriaalin valmistamisen, käyttämisen, pesun sekä materiaalin regeneroinnin (eli kierrätyksen takaisin prosessiin). Idea lähti alun perin liikkeelle väitöskirjatutkija Arto Pikkaraisen tutkimusten pohjalta. Ennen väitöstyön aloittamista he kävivät keskusteluja Kestävän kemian yksikönjohtajan Ulla Lassin kanssa siitä, mikä Pikkaraisen väitöskirjan tutkimusaihe voisi olla.
”Ulla ehdotti minulle aiheeksi ympäristöystävällisen adsorbenttimateriaalin kehittämistä vedenpuhdistukseen, sillä hän tiesi taustani. Minulla on vedenpuhdistuksen saralta 25 vuoden kokemus eri puolilta sekä eri teollisuuden aloilta. Kokosin kaiken tietotaitoni väitöskirjaan ja sitä kautta tähän yhteen tuotteeseen. Tätä voisi oikeastaan nimittää elämäntyökseni”, Pikkarainen selittää.
Tuotteella Pikkarainen tarkoittaa adsorbenttia eli materiaalia, joka kerää metalleja teollisuusvesistä. Hän ei ole kehittänyt materiaalia yksin, sillä Kestävän kemian tutkimusyksikössä on tehty aiheeseen liittyvää tutkimusta jo pitkään. Nyt tuote on tarkoitus kaupallistaa, sillä hankkeelle on myönnetty Business Finlandin Research to Business -rahoitus. Hankkeessa on tutkijoiden lisäksi mukana kolmen henkilön muodostama kaupallistiimi.
Jopa 100 prosenttia metalleista talteen
Pikkaraisen kehittämä adsorbentti on valmistettu kaoliinisavesta käyttämällä ympäristölle vaarattomia kemikaaleja. Ne ovat siis myrkyttömiä ja luonnonmukaisia. Adsorbentti valetaan suoraan kolonneihin eli pystysuoriin putkiin, joiden läpi puhdistettava vesi kulkee.
”Kuvittele, että sinulla on pinta, jossa on pieniä kuoppia. Lisäksi sinulla on palloja, jotka ovat tässä tapauksessa vedessä olevia metalleja. Kun kaadat metalleja sisältävää vettä kolonnin läpi, pinnat täyttyvät näistä palloista. Tämän jälkeen kolonni regeneroidaan eli pallot ikään kuin imuroidaan talteen. Näin kolonnia voidaan käyttää uudestaan veden puhdistamiseen”, kertoo hankkeen väitöskirjatutkija Minja Korhonen.
Tähän mennessä tutkimustiimi on saanut optimoitua laboratoriossa kahden eri kaivoksen jäteveden puhdistamisen. Tämä ei ole mikään helppo tehtävä, sillä jokainen vesi on aina erilainen. Siksi heidän pitää kokeellisia menetelmiä hyödyntäen löytää mahdollisimman hyvät olosuhteet sille, että jokaisesta vedestä jäisi mahdollisimman paljon metalleja adsorbenttiin kiinni.
”Seuraavaksi tarkoituksena on lähteä testaamaan tuotetta teollisuuteen isommassa mittakaavassa. Pilotti rakennetaan merikonttiin, ja sen suunniteltu valmistumisajankohta on vuoden loppuun mennessä”, Pikkarainen mainitsee.
Merikontin sisälle tulevat putkistot, joiden sisällä on adsorbenttia. Vesi virtaa putkien läpi, koska materiaali on sen verran huokoista. Tämän jälkeen metallit pestään materiaalista irti pesukemikaalilla, jonka tutkimustiimi on niin ikään kehittänyt.
Teksti jatkuu kuvan jälkeen.
Pilotin graafinen esitys.
”Riippuen vedestä ja siinä olevista metalleista, keskimäärin saamme kerättyä 95–100 prosenttia metalleista talteen”, sanoo Pikkarainen.
Voiko prosessin läpi käynyttä vettä jopa juoda?
”Se onkin hyvä kysymys, että kuinka puhdas on riittävän puhdas. Kaivosteollisuuden vedellä ja juomavedellä on kuitenkin eri standardit, joten siksi niitä ei suoraan vertailla. Onneksi Suomessa ei olla siinä tilanteessa, että kaivosprosessivettä pitäisi johtaa hanaveteen”, Kestävän kemian tutkimusyksikössä yliopistotutkijana ja hankkeessa projektipäällikkönä työskentelevä Sari Tuomikoski naurahtaa.
Huomattavasti ympäristöystävällisempi ja tehokkaampi prosessi
Kun vettä puhdistetaan CAAMA-prosessilla, tarjoaa se useita hyötyjä: nykyisiin vedenpuhdistusprosesseihin verrattuna kehitetty menetelmä on edullisempi, ja lisäksi siinä on alhaiset käyttökustannukset sekä minimaaliset ympäristövaikutukset. Lisäksi kehitetty materiaali on jopa 20 kertaa tehokkaampi kuin yleisesti käytetty aktiivihiiliadsorbentti. Samoin se kerää metalleja kierrätyskäyttöön.
”Metallit alkavat loppua maaperästä, ja tällä prosessilla saamme niitä kierrätykseen mahdollisimman paljon. Niistä kaivosvesistä, joiden puhdistuksen olemme jo optimoineet, olemme saaneet kerättyä talteen esimerkiksi nikkeliä ja kuparia.”
Jo itse adsorbentin valmistusprosessi on huomattavasti ympäristöystävällisempi kuin aiemmin vedenpuhdistuksessa hyödynnetyissä adsorbenteissa. Niiden valmistuksessa lämpötilat ovat saattaneet kohota jopa tuhansiin asteisiin, mutta tämän adsorbentin tekemiseen riittää 60 tai 70 asteen lämpötilat. Muutenkin käytettävät materiaalit ovat luontoystävällisiä eivätkä aiheuta kuormaa ympäristölle.
Seuraavaksi tarkoituksena on pilotoinnin avulla kokeilla, miten tuote kaivoksilla toimii. Jos kaikki menee hyvin, tuote voidaan kaupallistaa. Tällä hetkellä prosessi keskittyy kaivosten jätevesien puhdistamiseen, mutta joku päivä sitä voidaan käyttää myös muilla teollisuudenhaaroilla, kuten akku-, teräs-, sellu-, paperi- ja tekstiiliteollisuudessa.
”Kaivosteollisuuteen kohdistuu tällä hetkellä paine kestävästä kehityksestä, ja siksi se joutuu etsimään uusia, innovatiivisia jätevedenpuhdistusmenetelmiä. Siksi tuotteellamme ja prosessillamme on suurta potentiaalia”, Pikkarainen mainitsee.
Vilma Lehto
Viestinnän harjoittelija // Communications Intern
+358 50 305 5761
vilma.lehto@oulu.fi
Blogitekstit, uutiset, sosiaalinen media, tapahtumaviestintä.
Blog posts, news, social media, events communication.