Hybridimembraaniprosessit teollisuusvesien käsittelyssä - Epäorgaanisten aineiden erotus ja talteenotto

Teollisesta toiminnasta johtuva vesistökuormitus aiheuttaa ympäristöhaasteita maailmanlaajuisesti. Teollisuuden vedet voivat sisältää epäorgaanisia aineita, kuten myrkyllisiä ja luonnossa hajoamattomia raskasmetalleja, rehevöitymistä aiheuttavia ravinteita ja vesien suolapitoisuutta lisääviä ja välillisesti vesien rehevöitymiseen vaikuttavia sulfaatteja. Näiden epäorgaanisten aineiden erotus ja talteenotto on tärkeää ympäristön ja ihmisten hyvinvoinnin kannalta. Lisäksi tiukentuva ympäristölainsäädäntö edellyttää entistä tehokkaampien vesienkäsittelytekniikoiden käyttöä, jolloin perinteiset vesienkäsittelymenetelmät eivät aina ole riittäviä.

Väitöskirjassa on käsitelty jätevesien sisältämien epäorgaanisten aineiden erotusta ja talteenottoa kalvoerotustekniikoilla. Työssä on yhdistetty yksivaiheisia kalvoerotustekniikoita hybridiprosesseiksi. Näin on pystytty kehittämään entistä tehokkaammin toimivia kalvoerotusmenetelmiä, jotka ovat mm. energiatehokkaampia, ympäristömyötäisempiä, selektiivisempiä tai niillä voidaan pidentää kalvojen käyttöikää verrattuna yksivaiheisiin kalvoerotusprosesseihin.

Työn kokeellisessa osassa testattiin teollisuudesta peräisin olleiden vesien puhdistuksessa sinkkioksidipinnoitettuja nanosuodatuskalvoja. Katalyyttipinnoitteella muutettiin kalvojen ominaisuuksia ja vähennettiin mm. kalvojen likaantumista. Toisena käytettynä menetelmänä oli miselliavusteinen ultrasuodatus, jolla erotettiin selektiivisesti raskasmetalleja lannoitetehtaan todellisesta fosforipitoisesta jätevedestä. Raskasmetallien erotus mahdollisti fosforin uudelleenkäytön. Kolmas tarkasteltu menetelmä oli käänteisosmoosin ja kalvotislauksen yhdistelmä, jolla konsentroitiin tehokkaasti raskasmetalleja ja typpiyhdisteitä synteettisistä jätevesistä.

Työ tarjoaa uutta tietoa kalvoerotusmenetelmien yhdistämisestä hybridiprosesseiksi ja näiden prosessien käyttömahdollisuuksista teollisuuden vesienkäsittelyssä kolmen edellä mainitun menetelmän osalta. Lisäksi väitöskirjassa tarkastellaan laaja-alaisesti kirjallisuuteen perustuen hybridikalvoprosessien määritelmiä, ominaisuuksia, etuja ja teollisia käyttömahdollisuuksia.