Sulfaatin poisto teollisuuden prosessivedestä membraaniteknologialla

Abstract

Opinnäytetyö tehtiin Savonia-ammattikorkeakoulun Ympäristötekniikan TKI-yksikölle ja sen tavoitteena oli membraaniteknologialla tehtävä sulfaatin talteenoton tehostaminen teollisuuden prosessivedestä ja suodatuksessa muodostuvan rejektin määrän minimointi. Membraaniteknologia tarkoittaa tässä opinnäytetyössä pääosin nanosuodatuksella tehtävää kaivoksen sulfaattipitoisen prosessi- ja kalliopohjaveden jatkokonsentrointia eli sulfaattipitoisen veden väkevöintiä pienempään tilavuuteen, tai ennalta määriteltyihin tavoitteellisiin arvoihin. Opinnäytetyön kirjallisessa tutkimusosiossa tutustuttiin membraaniteknologiaan, sen historiaan, käytössä oleviin vedenkäsittelytekniikoihin ja lopuksi tutkittiin myös rejektivesien jatkokäsittelyn mahdollisuuksia. Kokeellinen osio sisälsi nanosuodatuksella tehdyt konsentrointikokeet, jotka suoritettiin Pilot- mittakaavan koeajolaitteistolla. Osioon kuului myös väkevöidylle konsentraatille tehdyt JAR- kokeet eli saostuskokeet, joissa konsentraatissa oleva sulfaatti pyrittiin sitouttamaan magnesiumoksidiin ja poistamaan sakkana käsiteltävästä vedestä. Tehdyt kokeet suoritettiin Savonian ympäristötekniikan laboratoriotiloissa ja ne olivat osa Savonian koordinoimaa AWE-hanketta. Tehtyjen suodatuskokeiden perusteella voidaan todeta, että nanosuodatus on tehokas tekniikka sulfaattipitoisen veden puhdistamiseen ja rejektin minimoimiseen. Konsentrointikokeissa käytetty nanosuodatin kykeni vielä kuudennella peräkkäisellä suodatuskerralla 98,3 % sulfaatin reduktioon, jolloin rejektin tilavuus oli kutistunut 90 % alkuperäisestä. Nanosuodatuksen haasteita aiheuttivat käsiteltävässä vedessä olleet epäpuhtaudet sekä yhdisteet, jotka pyrkivät reagoimaan sulfaatin kanssa ja tukkimaan suodattimen. JAR- kokeiden tuloksista voidaan päätellä, että MgO- slurry reagoi pH:n osalta hitaasti ja ei pieninä määrinä käytettynä pystynyt saostamaan sulfaattia pois käsiteltävästä vedestä. JAR- kokeisiin lisätty haihdutus väkevöitti ja minimoi edelleen rejektin määrää, mutta sulfaatin saostumista sillä ei saatu tehostettua. Työn tulokset ovat hankkeeseen soveltuvia, mutta sulfaatin rejektistä poistaminen vaatisi vielä lisää erilaisilla menetelmillä tehtäviä kokeita.