Vannrensing: Vann er utvilsomt vår aller viktigste ressurs. Nå utvikler forskere fra SINTEF ny teknologi for å rense det som kalles «gruvedriftsvann».
Hovedmålet er å gjenvinne og resirkulere mer vann fra gruvene slik at industrien bruker mindre ferskvann.
– En gruve bruker gjerne flere millioner kubikkmeter med vann i året, og derfor kan gjenvinning av dette vannet bli viktig spesielt i deler av verden hvor vannmangel er et stort problem, sier SINTEF-forsker Marius Sandru.
Kombinerer teknologier
Forsker Marius Sandru fra SINTEF Materialer og Kjemi og Maria Mamelkina Lappeenranta fra University of Technology (LUT) i Finland står bak den hybride teknologien. Foto: Privat utlån.
Klikk for å åpne
Han leder SINTEFs aktiviteter i prosjektet Wascious, som er i gang med testing av et hybridsystem for vannrensing: Det kombinerer membranseparasjon og elektrokoagulasjon for å finne den optimale måten å rense gruvedriftsvann.
Litt forenklet kan prosessen forklares slik:
- Membranen bidrar i første omgang til å konsentrere ionene, som i dette tilfellet består av sulfater som man vil bli kvitt. Dette gjør at man får et mindre volum av det sulfatholdige vannet som skal renses.
- Så tilføres vannet elektrisk strøm gjennom å senke ned elektroder. Strømmen gjør at ladningene på ionene endres, slik at de løste stoffene klumper seg og blir enklere å fjerne fra vannet.
– I dag renses vannet i gruvene bare for de verste miljøgiftene før det slippes ut i elver og sjøer, men med vår løsning vil vannet holde en så ren kvalitet at det tilfredstiller alle miljøkrav for utslipp, forteller Sandru.
Hybridsystemet er utviklet av SINTEF jobber med membranseparasjon i samarbeid med spesialister i elektrokoagulasjon fra Universitetet i Lappeenranta i Finland.
Bruker ikke kjemikalier
I dag er det vanlig å bruke kjemikalier til rensing av gruvedriftsvann. Ettersom verken membran- eller elektrokoagulasjonsteknologi bruker kjemikalier, vil miljøutslippene reduseres om hybridsystemet blir tatt i bruk.
– Spesielt for fiskevelferd og andre ting som lever i vann vil dette være gode nyheter, bekrefter Sandru.
FAKTA:
Utviklingen av teknologi for rensing av gruvedriftsvann er en del av det nordiske samarbeidsprosjektet WASCIOUS – Water Conscious Mining. Nettverket av forskningsinstitusjoner, gruver, teknologi- og utviklingsbedrifter skal være med å gjøre regionen vår til en ledende gruvedriftsdestinasjon. Prosjektet er ledet av VTT Finland og støttet av NordMin, samt en rekke partnere. Wascious har som mål å utvikle et teknologikonsept for vannbevisst gruvedrift, hvor innovativ renseteknologi gir god vannkvalitet for resirkulering og utslipp, samt sikrer trygg utnyttelse eller deponering av avgangsmasser. Et av hovedmålene i prosjektet er å samle inn data om nåværende praksis for vannbehandling i gruveindustrien i hele Norden. Dette vil bidra til å vurdere behovene for vannbehandling i hele Norden, samt i resten av verden.
Må fjerne sulfat
– Før vi samlet data fra gruver i Sverige, Finland om aktuelle problematiske utslipp, trodde vi hovedsakelig det var metaller som måtte renses ut av gruvedriftsvannet, men dataene viser at det største problemet er sulfat.
Ifølge Sandru er gjennomsnittsmengden sulfat i gruvedriftsvann på 3000 mg per liter på verdensbasis, men dette kan variere med opptil titusen mg per liter.
– Maksgrensen for innhold av sulfat varierer fra land til land. I de landene med strengest regulering er maksgrensen på 250 mg per liter vann. Målet vårt er å komme under tillatte grenseverdier for utslipp og for resirkulering i gruvedriftsprosesser, forteller Sandru.
Sparer energi og miljø
Rensingen foregår ved at membranen konsentrerer sulfationene i vannet som deretter fjernes ved hjelp av elektrokoagulasjon.
Sandru forteller at det er mulig å fjerne sulfat i vann kun ved å bruke membranteknologi, men at dette vil kreve et høyt trykk og mye energi. Ved å isteden bruke et lavere trykk til å konsentrere sulfationene og samtidig metallene i vannet vil volumet minke, og det vil gjøre det enklere og mer energieffektivt å fjerne sulfationene ved hjelp av elektrokoagulasjon.
– Vi tror forsøkene våre vil bevise at å slå sammen de to teknologiene vil bruke mindre energi og være en mer effektiv løsning enn å bruke de hver for seg, sier forskeren.
