Ny frysningsmetod gör det möjligt att rena vatten praktiskt taget utan extra energi

Vinterkylan kan utnyttjas i rening av avloppsvatten på ett både kostnads- och energieffektivt sätt. Då avloppsvatten vintertid fryser naturligt är den is som bildas på ytan renare än det ofrusna vattnet under isen. Hur ren isen är påverkas av frysningens hastighet: ju långsammare frysning, desto renare is. Detta har man kommit fram till i en undersökning inom Finlands Akademis arktiska forskningsprogram som enligt principerna för hållbar utveckling ska utveckla praxis som lämpar sig för det arktiska områdets unika och känsliga natur.

Forskningsprojektet för rening av avloppsvatten med naturlig frysning leds av professorn i kemiteknik Marjatta Louhi-Kultanen och dess mål är att utveckla energiekonomisk behandling av avloppsvatten. Det ska ske med hjälp av årstidsväxlingar och naturlig isbildning; för frysning av avloppsvatten krävs ingen extra energi om vintern. Isskiktet avlägsnas mekaniskt från det övriga avloppsvattnet, varvid det återstående avloppsvattnet koncentreras. Energi behövs då bara till att bryta och transportera bort det frusna avloppsvattnet. Orenhetsnivåerna i avloppsvatten som samlats in både i laboratorieförhållanden och i naturliga vinterförhållanden visade sig vara lägre än miljötillståndens maximinivåer. Orenhetsnivåerna i isprover från gruvvattenbassänger var rentav 65–90 procent lägre än i själva gruvvattnet. Av resultaten kan man sluta sig till att den naturliga frysningen fungerar särskilt bra då man vill rena stora volymer svaga vattenlösningar.

”Även om isproven från gruvan var klart renare än gruvvattnet var deras uppmätta mekaniska styrkor klart lägre än för rent sjövatten. Mekanisk uppsamling av gruvis kräver alltså inte dyr specialutrustning”, säger TkD Mikko Suominen från Aalto-universitetets forskningsgrupp för havs- och arktisk teknik.

Otto-Ville Sormunen tar ett isprov från en bassäng i Konnunsuo där man behandlar torvvatten. Foto: Mikko Suominen, Aalto-universitetet.

I undersökningen användes också en vintersimulator vars frysningsaggregat gör det möjligt att kontrollera frysningsprocessen genom justering av vattenlösningarna, kylluftens temperatur och strömningshastigheten. Det är viktigt att känna till isens fasthet och andra mekaniska egenskaper så att processen för isuppsamling kan optimeras. Resultaten av undersökningen tillämpas därför i utvecklingen av system för brytning och uppsamling av is.

I projektet deltar forskningsgrupper från Villmanstrands tekniska universitet och Aalto-universitetet som fokuserat på forskning i frysning, matematisk modellering samt utveckling av mekaniska processer såsom brytning, analysering, uppsamling och transport av is. I undersökningen testades reningsmetoden både på soptippsvatten och på kommunalt avloppsvatten. Därtill gjordes försök i gruvvattenbassänger i Sotkamo, på två torvmossar och på Saimens is.

Finlands Akademi ordnar den 6–7 juni en internationell vattenkonferens i Helsingfors, ”Emerging Pollutants in Freshwater Ecosystems”, som är en del av det europeiska samarbetsnätverket Water JPI:s verksamhet. I konferensen deltar över 200 forskare, beslutsfattare och samarbetspartner. Konferensens tema är aktuellt: skadliga ämnen i sötvattnets ekosystem. Under två dagar hålls föredrag och anföranden bland annat om vilka slags skadliga ämnen vårt dricksvatten hotas av och hur exempelvis kemikalier och insektgifter hamnar i vattnets kretslopp. På programmet står också de skadliga ämnenas effekter på ekosystemets funktion och människornas hälsa samt metoder för hur skadliga ämnen kan följas och bekämpas.