Ultrasuodatus (UF) osana teollisuuden vesivirtojen sisäistä kierrättämistä

Abstract

Teollisuuden Veden tilaaman työn tavoitteena oli selvittää ultrasuodatuksen (UF) käyttömahdollisuuksia osana kaivosvesien uudelleenkierrättämistä. Ultrasuodatuksen voidaan ajatella olevan vaihtoehto perinteiselle hiekkasuodatukselle. Työn tarkoituksena oli selvittää ultrasuodatustekniikan toimivuutta ja etuja käytännön pilot-kokeiden avulla. Aiemmin vastaavia kokeita ultrasuodatuskalvoilla ei ole juurikaan tehty samassa mittakaavassa, joten kokeille ei ollut vertailupohjaa.

Ultrasuodatusta kaivosvesien käsittelyssä kokeiltiin Teollisuuden Veden rakentamalla pilot-laitteistolla, joka koostuu UF- ja käänteisosmoosikalvoista. Pilot-laitteistoa operoimalla ja etenkin UF-yksikön käyttöä optimoimalla pyrittiin löytämään käsiteltävälle vedelle soveltuvat käyttöparametrit sekä puhdistusmenetelmät pidemmän ja suuremman kokoluokan laitteiston suunnittelua varten.

Koetuloksilla saatiin hyvin selville, miten pilot-laitteiston kaltainen vedenkäsittelyprosessi toimii kaivosvedellä. Neljän käyttöjakson aikana parametrien muutoksilla prosessi saatiin toimimaan taloudellisemmin sekä pitkäjaksoisemmin. Jaksojen väleissä tehdyt kemikaalipesut kalvoille kuitenkin osoittivat, ettei kyseinen vesi tai kaivoksen vedenkäsittelylaitoksen operointi sovellu pitkäjakoisesti kalvosuodatukselle. Pilotilla käsitellyn sulfaatin ja kalsiumin suhteen ylikylläisen veden johdosta pilot-laitteiston kalvot likaantuivat pysyvästi muutamassa kuukaudessa kipsisakan (CaSO4) muodostuessa suodatuspinnalle eikä niiden puhdistaminen onnistunut tavanomaisin keinoin.

This Thesis studied how ultrafiltration (UF) can recycle mine waste water. Ultrafiltration can be considered as an alternative process to traditional sand filtration. Thesis’ purpose was to research operability of ultrafiltration membranes with practical pilot tests. Corresponding trials with UF membranes have not been done previously in this scale.

Filtration of mine waste water was tested with Industrial Water Ltd.’s pilot which consist of UF and reverse osmosis membranes. By operating pilot system, it was tried to find out the applicable process parameters and the cleaning methods for a long-term use.

Test results showed how UF-RO process operates with mine water. Four trial periods were operated while process parameters were changed on a systematic way. However, it was found out that water with high concentration of sulfate and calcium or changing circumstances of mines’ own water treatment system were not suitable for membrane filtration. Non-reversible fouling of membranes caused by calcium sulfate (CaSO4) was detected after only few months.