Kationisoitu lignoselluloosa vesienkäsittelyssä

Väitöstutkimuksessa kehitettiin vedenpuhdistusmateriaaleja suomalaisista puupohjaisista jätemateriaaleista ja tutkittiin niiden soveltuvuutta jätevesien käsittelyyn. Kemiallisesti muokatulla männyn sahanpurulla onnistuttiin poistamaan nitraattia ja metalleja oikeista teollisuus- ja kaivosjätevesistä.

Tutkimukseen valittuja biomateriaaleja (sahanpuru, puunkuori ja turve) käsiteltiin kemiallisesti siten, että niiden pintaominaisuudet muuttuivat suotuisiksi haitta-aineiden kiinnittymiselle. Synteettisillä vesiliuoksilla tehdyissä laboratoriokokeissa havaittiin, että nitraatin kiinnittyminen oli hyvin nopeaa ja materiaali toimi laajalla pH- ja lämpötila-alueella, mikä on suotuisaa käytännön sovellusten kannalta. Menetelmä perustuu pääosin ioninvaihtoon, joten materiaalia voidaan käyttää uudelleen lukuisia kertoja. Materiaaliin kiinnittyneet metallit on mahdollista ottaa talteen regeneroimalla se suolaliuoksella.

Oikeat jätevedet ovat synteettisistä liuoksista poiketen monimutkaisia seoksia, joissa on liuenneena monia erilaisia komponentteja jäteveden alkuperästä riippuen. Haitta-aineiden yhteisvaikutus voi muuttaa puhdistustulosta. Kemiallisesti muokatun männyn sahanpurun havaittiin kuitenkin toimivan hyvin myös oikeiden teollisuusjätevesien käsittelyssä. Oikeiden jätevesien tutkiminen on tärkeää, sillä vain synteettisiä liuoksia tutkimalla ei saada riittävästi tietoa materiaalin käyttäytymisestä todellisissa ympäristöissä.

Kaivoshankkeet ovat olleet viime vuosina julkisuudessa niiden aiheuttamien jätevesipäästöjen vuoksi. Sulfaatti aiheuttaa vesistöjen suolaantumista, nitraatti ja fosfaatti lisäävät ravinnekuormitusta ja metallit kertyvät ekosysteemiin. Väitöstutkimuksen tuloksia voidaan hyödyntää kehitettäessä uusia vedenpuhdistustekniikoita. Biopohjaisten vedenkäsittelymateriaalien kehittäminen paikallisista raaka-aineista vähentäisi riippuvuutta fossiilisista raaka-aineista ja tarjoaisi metsätalouden sivutuotteille uusia sovelluskohteita.