Kiertotalouspohjaisten adsorbenttien valmistaminen ja niiden käyttö jätevesien käsittelyssä panos- ja kolonnikokeissa

Kaivos- ja terästeollisuuden sivuvirrat ovat potentiaalisia raaka-aineita vedenkäsittelyyn. Tämän väitöskirjan tutkimusteema on kiertotalous, sillä siinä osoitettiin, että teollisuuden sivuvirrat voidaan hyödyntää tehokkaina adsorbentteina jätevedenkäsittelyssä.

Tutkimuksen taustana on kasvava tarve ympäristöystävällisille ja kustannustehokkaille menetelmille jäteveden puhdistuksessa. Tavoitteena on hyödyntää teollisuuden sivuvirtoja alkaliaktivoitujen materiaalien (AAM) valmistukseen, joita voidaan käyttää adsorbentteina epäpuhtauksien tehokkaaseen poistamiseen jätevedestä. Valmistetut adsorbentit karakterisoitiin laajasti käyttäen muun muassa röntgenfluoresenssia ja röntgendiffraktiota materiaalin rakenteen sekä alkuaine- ja kemiallisen koostumuksen arvioimiseksi. Valmistettuja AAM-materiaaleja testattiin ammoniumionien, nikkelin, sinkin, koboltin ja metyleenisinisen väriaineen poistossa. Tutkimus toteutettiin panos- ja kolonnikokein realististen vedenpuhdistusolosuhteiden simuloimiseksi. Tulokset osoittivat, että näihin sivuvirtoihin perustuvat AAM-materiaalit soveltuvat tehokkaaseen adsorptioon.

Tutkimus korostaa kiertotalouden merkitystä hyödyntämällä teollisuuden sivuvirtoja tehokkaiden adsorbenttimateriaalien valmistukseen. Lisäksi näitä AAM-materiaaleja verrattiin kaupallisesti saatavilla oleviin adsorbentteihin, kuten aktiivihiileen ja zeoliittiin. Tutkimus osoittaa myös, että regenerointitestien perusteella AAM-materiaaleja voidaan käyttää uudelleen useita kertoja, ja niiden poistoteho säilyy tehokkaana usean syklin ajan.