Research project

Uudet suodatinmateriaaliratkaisut vedenpuhdistukseen

14715
14715
14715

Project Details
Start date: 01/08/2015
End date: 31/12/2017

Funder
European Commission

Abstract
Yksi nopeimmin kasvavia globaalin talouden sektoreita on puhtaan veden tuottaminen. Esimerkiksi pullotetun veden markkinat kasvavat maailmassa 5-7 % vuosittain. Tämä on yksi niistä syistä, miksi Suomen kannattaisi panostaa uusiin teknologioihin talousveden tuottamiseksi. Esitetyn hankkeen tavoitteena on kehittää uusia adsorptio/suodatinmateriaaleja vedenpuhdistukseen. Materiaalien tulisi olla etenkin kevytrakenteisia ja tehokkaita sitomaan haitta-aineita vesistä. Tässä hankkeessa materiaaliratkaisuja lähdetään hakemaan metsäbiomassasta, mineraaleista ja hiilipohjaisista materiaaleista. Vähähiilisyyttä edistetään sekä uusiutuvien luonnonvarojen käytössä että valmistusprosesseilla, jotka kuluttavat vähän energiaa, reagensseja sekä raaka-aineita. Kehitystyötä tehdään Lappeenrannan teknillisen yliopiston vihreän kemian laboratoriossa laboratoriomittakaavassa ja parhaat materiaalit testataan myös pilot-kokein. Tuloksena hankkeessa saadaan yksinkertainen ja tehokas materiaaliratkaisu talousveden tuottamiseen sekä kannattavuusarviot materiaalien suuremman mittakaavan valmistamisesta ja käytöstä. Hankkeen tulokset palvelevat sekä suodatinmateriaaleja että vedenkäsittelyjärjestelmiä tuottavia yrityksiä. Lisäksi vesilaitokset sekä jätevesivirtoja tuottavat teollisuuden alat hyötyvät hankkeen tuloksista. Ennen kaikkea hankkeen kohderyhmänä ovat myös asuinalueet, joille puhtaan talousveden saatavuus on perusedellytys.

Loppuraportin tiivistelmä:

Hankkeen tavoitteena oli kehittää uusia tehokkaita adsorptio/suodatinmateriaaleja vedenpuhdistukseen hyödyntämällä metsäbiomassaa, mineraaleja ja hiilipohjaisia materiaaleja. Vähähiilisyyttä edistettiin sekä uusiutuvien luonnonvarojen hyödyntämisellä että valmistusprosesseilla, jotka kuluttivat vähän energiaa, reagensseja sekä raaka-aineita.
Hankkeen tuloksena syntyi uusia nanokomposiittirakenteisia suodatinmateriaaleja, jotka poistivat tehokkaasti erityisesti metalleja erilaisista vesimatriiseista. Komposiitit valmistettiin uudella edullisilla ja ympäristöystävällisillä menetelmillä metallihydroksideista tai -oksideista sekä selluloosasta tai ligniinistä. Lisäksi komposiittia rakeistettiin ja siitä valmistettiin aktiivihiilen kaltaista tuotetta pyrolysoimalla. Potentiaalisimmaksi tuotteeksi osoittautui ligniini/brusiittinanokomposiitti sekä siitä pyrolysoitu valmiste. Rakeet poistivat metalli-ioneja vedestä tehokkaammin kuin kaupallinen aktiivihiili. Tuloksista valmistui kaksi diplomityötä ja kolme tieteellistä julkaisua. Hankkeessa tehtiin myös selvitystyö uusien suodatinmateriaalien markkinoista. Erityisesti biohiili nousi esille 47 yrityksen tai laitoksen haastattelujen perusteella, mutta myös uusille mineraalipohjaisille ja selluloosa/ligniinipohjaisille materiaaleille voi olla kysyntää, kunhan kehitystyö saavuttaa kaupallisen vaiheen. Aktiivihiilen korvaamiselle on kysyntää. Hankkeessa tehtiin tiivistä yritysyhteistyötä ohjausryhmässä mukana olleiden tahojen kanssa ja yhteistyö jatkuu tulevien hankkeiden puitteissa.

EAKR-rahoitus: 103 719

Linkit hankkeen julkaisuihin:

Nikolai Ponomarev, Synthesis of novel cellulose based nanocomposites by green methods and their possible use as adsorbents, http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201703215350

Olga Maliuk, Synthesis and application of lignin-based adsorbents for metal cations removal from water solutions, http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2017111550702

Ponomarev, N., Repo, E., Srivastava, V., & Sillanpää, M. (2017). Green thermal-assisted synthesis and characterization of novel cellulose-Mg (OH) 2 nanocomposite in PEG/NaOH solvent. Carbohydrate polymers, 176, 327-335. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0144861717309773

Ojapalo, A. (2017) Uudet biomassa-, luonnon mineraali- ja hiilipohjaiset vedensuodatinmateriaalit: Kiinnostavuus ja kaupallistamispotentiaali - selvitys, https://lut-my.sharepoint.com/:b:/g/personal/eveliina_repo_lut_fi/EQKJAEhRv49Huihsmtk0RAYB32v-r6UlEJInfuNM9e5eDg?e=lknqRC

RR:tietopalvelu: https://www.eura2014.fi/rrtiepa/projekti.php?projektikoodi=A70820



LUT Focus Areas


Last updated on 2018-19-11 at 08:52