| Summary: | Tässä pro gradu- tutkielmassa tarkastellaan aluksi läpi raskasmetallien haitallisuutta,
ympäristövaikutuksia sekä raskasmetalleja koskevia ympäristösäädöksiä. Tutkielmassa
käydään läpi raskasmetallien mittaamiseen liittyvät perusteet, kun mittauslaitteistona toimii
induktiivisesti kytketty plasma emissiospektrometri, ICP-OES. Myös tyypillisiä
raskasmetallien poistoon käytettäviä menetelmiä esitellään lyhyesti. Pääosassa kirjallisessa
osuudessa ovat kuitenkin ioninvaihtoreaktion perusteet sekä ioninvaihtoprosessin kehittäminen
toimivaksi kokonaisuudeksi. Ioninvaihdon osalta tutustutaankin erilaisiin
ioninvaihtomateriaaleihin ja niiden ominaisuuksiin, ioninvaihtoreaktion kinetiikkaan sekä
ioninvaihtoprosessin päävaiheisiin. Ioninvaihtoon yhdistetään 3D- tulostus, jonka avulla
voidaan valmistaa niin kutsuttuja 4D metallisieppareita.
Tutkielman kokeellisessa osassa pääpaino oli toimivan ioninvaihtoprosessin kehittämisessä.
Tarkoituksena oli löytää ioninvaihtoprosessin mallintamista helpottavat kehitysaskeleet ja
systeemin kannalta tärkeimmät prosessiparametrit. Tutkimus toteutettiin
metallinkierrätyspihalta peräisin olevalla hulevedellä, joka sisälsi raskasmetalleja. Huleveden
käsittelyssä käytettiin sekä perinteistä ioninvaihtomenetelmää että 4D metallisiepparia ja
verrattiin näitä toisiinsa. Eniten keskityttiin talteenoton sekä kinetiikan tarkasteluun valituilla
ioninvaihtomateriaaleilla. Saaduista tuloksista voitiin päätellä, että raskasmetallien poistoon
pienten pitoisuuksien hulevesistä toimii parhaiten ioninvaihtohartsi, joka sisältää
funktionaalisena ryhmänään iminodiasetaatin. Verrattaessa ioninvaihtohartsia sekä 4D metallisiepparia huomattiin, että 4D-siepparin tuomat kinetiikkaedut ovat huomattavia
verrattuna perinteiseen ratkaisuun.
|
|---|