Ympäristövaikutusten vähentäminen - raskasmetallien kulkeutumisen estäminen vesistöön teollisuuden jätevesistä
Seppälä, Mervi-Maaret (2016)
Seppälä, Mervi-Maaret
Satakunnan ammattikorkeakoulu
2016
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016111116069
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2016111116069
Tiivistelmä
Työn tarkoituksena oli etsiä ja testata menetelmää, jolla raskasmetallit saataisiin tehokkaammin poistettua Norilsk Nickel Harjavalta Oy:n kemikaalitehtaan vesienkäsittelyn jätevesistä. Työn tavoitteiksi asetettiin luontoon kulkeutuvien raskasmetallipäästöjen vähentäminen ja yrityksen vesienkäsittelyn toiminnan kehitys.
Työssä perehdyttiin raskasmetallien ympäristövaikutuksiin ja poistomenetelmiin sekä raskasmetallipäästöjen määrää rajoittaviin ympäristöstrategioihin. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin uuden kemikaalin lisäämisen vaikutuksia Norilsk Nickel Harjavalta Oy:n kemikaalitehtaan jätevesienkäsittelyssä käsitellyn jäteveden raskasmetallipitoisuuksiin. Tutkimus toteutettiin laboratoriomittakaavassa. Kokeellisessa osassa tehtiin 10 saostuskoetta käyttäen erilaisia metallipitoisuuksia, pH-arvoja ja lämpötiloja. Kokeiden näytteet analysoitiin optisella emissiospektrometri (ICP-OES) -laitteella ennen ja jälkeen apuaineena käytetyn kemikaalin lisäystä. Saostuskokeiden tuloksia tarkasteltiin metallien prosentuaalisena poistumisena liuoksesta.
Saostuskokeet osoittivat, että TMT15®-kemikaalin vaikutus saostumiseen on riippuvainen saostettavista metalleista, niiden pitoisuudesta sekä näytteen lämpötilasta ja pH:sta. Yrityksen vesienkäsittelyn normaaleissa olosuhteissa apuaineen käyttö poisti parhaimmillaan 70,8 % kuparista ja 96,9 - 100 % nikkelistä. Koboltin poistumisprosentti taas oli parhaimmillaankin vain 6 %. Saostuskokeissa yllätyksenä tuli liuoksen värjäytyminen. Tummin väri oli näytteissä, joissa oli paljon saostumatonta kobolttia jäljellä, mutta myös muut metallit värjäsivät näytteet.
Saostuskokeiden perusteella voidaan tehdä johtopäätös, että saostuminen onnistuu parhaiten eikä värjää liuosta, kun liuoksen metallipitoisuudet ovat pienet. TMT15®-kemikaali olisi käytettävissä jätevedelle, joka on ensin käsitelty yrityksen vesienkäsittelyssä. Käsitellyssä vedessä metallipitoisuudet olisivat niin alhaiset, että TMT15®-kemikaalin lisäys apuaineeksi tehostaisi metallien poistumista jätevedestä eikä aiheuttaisi jäteveden ei-toivottua värjäytymistä tummaksi. TMT15®-kemikaalin ei kuitenkaan katsota olevan yritykselle tarpeellinen, koska sen avulla ei saatu merkittävästi saostettua kobolttia. Näin ollen työlle asetettuja tavoitteita, luontoon kulkeutuvien raskasmetallipäästöjen vähentämisestä ja yrityksen vesienkäsittelyn toiminnan kehityksessä, ei saavutettu. Tulos on kuitenkin merkittävä yritykselle, sillä yrityksen on jatkossa tutkittava muita mahdollisia kemikaaleja jätevedenkäsittelyn tehostamiseksi.
Työssä perehdyttiin raskasmetallien ympäristövaikutuksiin ja poistomenetelmiin sekä raskasmetallipäästöjen määrää rajoittaviin ympäristöstrategioihin. Työn kokeellisessa osassa tutkittiin uuden kemikaalin lisäämisen vaikutuksia Norilsk Nickel Harjavalta Oy:n kemikaalitehtaan jätevesienkäsittelyssä käsitellyn jäteveden raskasmetallipitoisuuksiin. Tutkimus toteutettiin laboratoriomittakaavassa. Kokeellisessa osassa tehtiin 10 saostuskoetta käyttäen erilaisia metallipitoisuuksia, pH-arvoja ja lämpötiloja. Kokeiden näytteet analysoitiin optisella emissiospektrometri (ICP-OES) -laitteella ennen ja jälkeen apuaineena käytetyn kemikaalin lisäystä. Saostuskokeiden tuloksia tarkasteltiin metallien prosentuaalisena poistumisena liuoksesta.
Saostuskokeet osoittivat, että TMT15®-kemikaalin vaikutus saostumiseen on riippuvainen saostettavista metalleista, niiden pitoisuudesta sekä näytteen lämpötilasta ja pH:sta. Yrityksen vesienkäsittelyn normaaleissa olosuhteissa apuaineen käyttö poisti parhaimmillaan 70,8 % kuparista ja 96,9 - 100 % nikkelistä. Koboltin poistumisprosentti taas oli parhaimmillaankin vain 6 %. Saostuskokeissa yllätyksenä tuli liuoksen värjäytyminen. Tummin väri oli näytteissä, joissa oli paljon saostumatonta kobolttia jäljellä, mutta myös muut metallit värjäsivät näytteet.
Saostuskokeiden perusteella voidaan tehdä johtopäätös, että saostuminen onnistuu parhaiten eikä värjää liuosta, kun liuoksen metallipitoisuudet ovat pienet. TMT15®-kemikaali olisi käytettävissä jätevedelle, joka on ensin käsitelty yrityksen vesienkäsittelyssä. Käsitellyssä vedessä metallipitoisuudet olisivat niin alhaiset, että TMT15®-kemikaalin lisäys apuaineeksi tehostaisi metallien poistumista jätevedestä eikä aiheuttaisi jäteveden ei-toivottua värjäytymistä tummaksi. TMT15®-kemikaalin ei kuitenkaan katsota olevan yritykselle tarpeellinen, koska sen avulla ei saatu merkittävästi saostettua kobolttia. Näin ollen työlle asetettuja tavoitteita, luontoon kulkeutuvien raskasmetallipäästöjen vähentämisestä ja yrityksen vesienkäsittelyn toiminnan kehityksessä, ei saavutettu. Tulos on kuitenkin merkittävä yritykselle, sillä yrityksen on jatkossa tutkittava muita mahdollisia kemikaaleja jätevedenkäsittelyn tehostamiseksi.