Oulun yliopiston tutkijan kehittämä vedenpuhdistusmenetelmä säästää sekä ympäristöä että rahaa
Arto Pikkarainen rakentaa CAAMA-projektin pilottia Oulun yliopiston pihassa seisovassa merikontissa.
Tutkija Arto Pikkarainen avaa kuusimetrisen merikontin ovet. Niiden takaa paljastuu hänen itse tekemänsä rakennelma, joka koostuu vesisäiliöistä, vesiputkista, pumpuista ja erilaisista venttiileistä.
“Täällä minä nyt asun jonkin aikaa”, hän naurahtaa.
Pikkarainen kehittää Oulun yliopiston pihassa seisovassa kontissa CAAMA (column-casted alkali-activated material adsorbent)-vedenpuhdistusprosessin pilottia. CAAMAn idea lähti alun perin liikkeelle Pikkaraisen tutkimusten pohjalta.
“Minulla on vedenpuhdistuksen saralta 25 vuoden kokemus eri teollisuuden aloilta. Kokosin kaiken tietotaitoni väitöskirjaan ja sitä kautta tähän yhteen tuotteeseen. Tätä voisi oikeastaan nimittää elämäntyökseni”, Pikkarainen kertoo.
Uusi menetelmä kerää jopa 100 % metalleista talteen
CAAMA-prosessi tarjoaa kaivosvesien puhdistamiseen edullisemman, tehokkaamman, kestävämmän ja ympäristöystävällisemmän ratkaisun, kuin mitä markkinoilla on tällä hetkellä saatavilla. Oulun yliopiston kestävän kemian tutkimusyksikössä kehitetty prosessi sisältää vedenpuhdistusmateriaalin valmistamisen, käyttämisen, pesun sekä materiaalin kierrätyksen takaisin prosessiin.
Pikkaraisen kehittämä adsorbentti, eli aine johon metalli imeytyy, on valmistettu kaoliinisavesta käyttämällä ympäristölle vaarattomia, myrkyttömiä ja luonnonmukaisia kemikaaleja. Adsorbentti valetaan suoraan kolonneihin eli pystysuoriin putkiin, joiden läpi puhdistettava jäte- tai prosessivesi kulkee. Tämän jälkeen tarttuneet haitta-aineet saadaan vastavirtapesulla talteen ja kolonnia voidaan käyttää uudestaan veden puhdistamiseen.
Laboratoriokokeiden perusteella kehitetty materiaali on jopa 20 kertaa tehokkaampi kuin yleisesti käytetty aktiivihiiliadsorbentti. Riippuen vedestä ja siinä olevista metalleista, prosessilla on saatu kerättyä keskimäärin 95–100 prosenttia metalleista talteen.
“Metallit alkavat loppua maaperästä, ja tällä prosessilla saamme niitä kierrätykseen mahdollisimman paljon. Prosessilla voidaan kasvattaa myös Suomen ja EU:n huoltovarmuutta. Tässä epävakaassa maailmantilanteessa olisi melkoinen isku, jos esimerkiksi kupari loppuisi maaperästä, kuten on arvioitu tapahtuvan 50 vuoden sisällä”, Pikkarainen kertoo.
Lisäksi adsorbentin valmistusprosessi on huomattavasti ympäristöystävällisempi kuin muissa vaihtoehdoissa. Nykyisten adsorbenttien valmistuksessa lämpötilat ovat saattaneet kohota jopa tuhansiin asteisiin, mutta Pikkaraisen adsorbentin tekemiseen riittävät 60–70 asteen lämpötilat.
Kontista kaivoksille — ja tulevaisuudessa muillekin teollisuudenaloille
Kesäkuun alussa prosessi viedään merikontissa oikeisiin kaivosvesiin. Alustavia sopimuksia materiaalin ja prosessin testaukseen on jo tehty Pohjois-Euroopan suurimpien kaivosten kanssa. Uusille innovaatioille onkin tarvetta, sillä kaivosteollisuus on käyttänyt vedenpuhdistukseen samoja menetelmiä jo toistakymmentä vuotta. Myös kaivosvastuu ja jatkuvasti kiristyvät ympäristövaatimukset edellyttävät uusien keksintöjen käyttöönottoa.
“CAAMA on erittäin ajankohtainen, ympäristöystävällinen ja edullinen innovaatio, joka voidaan skaalata melkeinpä minne vain. Tällä hetkellä prosessi keskittyy kaivosten jätevesien puhdistamiseen, mutta tulevaisuudessa sitä voidaan käyttää myös muilla teollisuudenhaaroilla, kuten akku-, teräs-, sellu-, paperi- ja tekstiiliteollisuudessa”, Pikkarainen kertoo.
CAAMA-hankkeelle on myönnetty Business Finlandin Research to Business –rahoitus, ja prosessin kaupallistaminen on jo hyvässä vauhdissa. Hankkeessa on kahden tutkijan lisäksi mukana kolmen henkilön muodostama kaupallistamistiimi. Seuraavaksi Pikkaraisen suunnitelmissa on perustaa startup ja jatkaa kehitystä ja tutkimusta eteenpäin.
CAAMA kisaa kemianteollisuuden Innovaatiopalkinnosta
Uuden menetelmän potentiaalista kertoo myös paikka Kemianteollisuuden Innovaatiopalkinnon finaalissa, johon Pikkarainen pääsi yhdessä tutkimusparinsa Minja Korhosen kanssa.
Kemianteollisuus palkitsee alan toimijoita joka toinen vuosi jaettavalla 30 000 euron suuruisella innovaatiopalkinnolla. Palkinnon tarkoituksena on kannustaa yrityksissä, yliopistoissa ja tutkimuslaitoksissa toimivia tutkimus- ja tuotekehitysryhmiä uusien kemiallisten tuotteiden ja palveluiden luomiseen. Finaaliin pääsy on väitöskirjatutkijoille suuri saavutus, sillä edellisvuosien finalistien ja voittajien joukossa on viime vuosinakin komeillut suuria nimiä, kuten Orion Pharma, Fortum, Neste ja Kemira.
“Olemme erittäin otettuja kisan finaaliin pääsystä. Olemme samassa joukossa isojen tekijöiden kanssa, joista osa on tehnyt tutkimusta ratkaisulleen jo vuosikymmenen”, sanoo Pikkarainen.
“Tämä on tosi hieno asia. Ei ihan joka väitöskirjatutkija saa tällaista tunnustusta”, Minja Korhonen jatkaa.