Öljyisten jätevesien käsittely ja karakterisointi

Väitöstyössä saavutettiin väkevien öljyisten vesien käsittelyssä sekä elektrokoagulaatiolla (saostavien metalli-ionien sähkökemiallinen liuottaminen anodilta) että positiivisia kuplia hyödyntävällä korkeapaineflotaatiolla erittäin hyvät puhdistustulokset. Lisäksi kyseisiä käsittelymenetelmiä voidaan hyödyntää esikäsittelymenetelmänä yleisesti käytössä olevalle ultrasuodatukselle. Väitöstyössä todettiinkin ultrasuodatuspohjaisen prosessin olevan tehokas väkevien öljyisten jätevesien käsittelyssä. Korkea orgaanisen aineksen määrä öljyisissä jätevesissä aiheutti kuitenkin ultrasuodattimen tukkeutumista, ja jäännöspitoisuudet käsitellyissä jätevesissä olivat ajoittain korkeat johtuen ultrasuodattimen läpäisevistä orgaanisista yhdisteistä.

Ultrasuodatuspohjaisen prosessin tehokkuutta arvioitiin analysoimalla laajasti öljyisiä jätevesinäytteitä, jotka kerättiin kolmesta prosessin tärkeimmästä pisteestä, kahdesta eri jätevesilaitoksesta.

Elektrokoagulaatiotutkimus suoritettiin erityyppisille öljyemulsioille, ja liukenevana anodimateriaalina oli joko ruostumaton teräs tai alumiini. Anodimateriaali ei vaikuttanut merkittävästi puhdistustuloksiin, mutta käsittelykustannukset alumiinianodilla olivat selkeästi pienemmät. Korkeapaineflotaatiotutkimuksessa positiiviset kuplat saatiin aikaan lisäämällä kationinen kemikaali suoraan säiliöön, jossa ilma liuotettiin paineen avulla kemikaloituun veteen. Elektrokoagulaatiota ja positiivisia kuplia hyödyntävää korkeapaineflotaatiota verrattiin perinteiseen kemikaalilla saostamiseen, jossa saostumien erotus tapahtui joko laskeuttamalla tai korkeapaineflotaatiolla. Positiivisia kuplia hyödyntävällä korkeapaineflotaatiolla saavutettiin öljyisten vesien korkeat puhdistustulokset jopa pienemmillä kemikaalimäärillä kuin perinteisessä kemikaalilla saostamisessa ja korkeapaineflotaatiossa.

Väitöstyössä tutkittiin myös öljyisissä jätevesissä yleisesti esiintyvien öljyjen ja pinta-aktiivisten aineiden biohajoavuutta eri olosuhteissa. Kevyt polttoöljy saavutti jopa yli 60 % biohajoavuusasteen kolmen kuukauden mittauksen aikana. Pinta-aktiivisten aineiden havaittiin lisäävän maan orgaanisen aineksen biohajoamista vaikeuttaen pinta-aktiivisen aineen hajoamisen arviointia.

Öljyiset jätevedet, varsinkin pysyviä öljyemulsioita sisältävät, tarvitsevat tehokkaan käsittelymenetelmän, jotta ympäristölainsäädännön ja luvituksen ehdot täyttyvät. Menetelmien kehitys avaa myös uusia mahdollisuuksia öljyntorjunnassa. Väitöskirjan tuloksia voidaan hyödyntää entistä tehokkaampien käsittelyketjujen kehittämisessä varsinkin väkevien öljyisten jätevesien käsittelyyn.