Väitös: Puhdasta vettä kalvoerotustekniikoilla

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.

Diplomi-insinööri Piia Juholin on käsitellyt väitöskirjassaan 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.

Diplomi-insinööri Piia Juholin väittelee Oulun yliopistossa 9.12.2016. Prosessitekniikan alaan kuuluvan väitöskirjan otsikko on Hybrid membrane processes in industrial water treatment – Separation and recovery of inorganic compounds (Hybridimembraaniprosessit teollisuusvesien käsittelyssä – Epäorgaanisten aineiden erotus ja talteenotto). Vastaväittäjänä toimii professori Susana Luque Oviedon yliopistosta Espanjasta ja kustoksena professori Riitta Keiski Oulun yliopistosta. Väitöstilaisuus alkaa Linnanmaalla luentosalissa TS 101 kello 12.