Abstract

This report presents results of research done in the WaterPro project New processes of the circular economy in water and wastewater treatment. In this project, water treatment solutions based on material streams produced as sidestreams or wastestreams of industrial processes or mining were researched and developed. These materials were modified for use as adsorbents or precipitation chemicals for water treatment solutions aiming to remove nutrients or metals. Materials such as paper mill sludge, slag, fly ash, jarosite, analcime, and brucite were used. Adsorption, chemical precipitation, and electrochemical precipitation were applied as water purification methods. Experiments were performed using model solutions and real wastewaters from different industries or other water resources. The components that were removed included nutrients (nitrogen and phosphate) and metals (zinc, copper, manganese, chromium, nickel, antimony, cobalt, and iron). Based on results, summarized in the report, metakaolin-based adsorbents were chosen for further experiments that will scale up from laboratory studies to smallscale and pilot experiments.

Tiivistelmä

Raportissa on esitetty WaterPro — Kiertotalouden uudet prosessit veden ja jäteveden käsittelyssä -projektissa saatuja tuloksia. Projektissa tutkittiin ja kehitettiin teollisuuden sivu-ja jätevirroista valmistettuja vedenpuhdistusratkaisuita. Saatavilla olevista materiaalivirroista valittiin sopivimmat ja materiaaleista muokattiin adsorbenttimateriaaleja tai saostuskemikaaleja ravinteiden tai metallien talteen ottamiseksi vedestä. Vedenpuhdistusmenetelminä käytettiin adsorptiota, kemiallista saostusta ja sähkökemiallista saostusta. Projektiin valittuja materiaaleja olivat esimerkiksi paperitehtaan liete, kuonat, lentotuhka, jarosiitti, analsiimi ja brusiitti. Valmistettuja vedenpuhdistusmateriaaleja testattiin malliliuoksilla ja aidoilla teollisuuden tai muulla yhteiskunnassa muodostuvilla vesillä. Vesistä poistettiin ravinteita (typpi ja fosfori) ja metalleja (sinkki, kupari, mangaani, kromi, nikkeli, antimoni, koboltti ja rauta). Saatujen tulosten perusteella metakaoliinipohjaiset geopolymeerit valittiin jatkotutkimuksiin, joissa kokeet suoritettiin laboratoriomittakaavaa suuremmalla mittakaavalla.