JultikaUniversity of Oulu repository

Tiivistelmä

Sinkki on raskasmetalli, joka esiintyy vesiliuoksessa kahdenarvoisena kationina. Sinkkiä käytetään paljon teollisuudessa, joka on samalla suurin syy sinkin runsaaseen esiintymiseen vedessä. Sinkin pitoisuus juomavedessä ei saa ylittää arvoa 5 mg/l, sillä liian suurina pitoisuuksina se aiheuttaa terveysongelmia.

Metallikationeja voidaan poistaa vedestä usealla eri menetelmällä, joista adsorptio on yleisin. Adsorbentteina voivat toimia esimerkiksi hiilipohjaiset, happipitoiset, polymeeriset ja luonnon materiaalit. Adsorption tehokkuuteen vaikuttavat muun muassa käytetty adsorbentti, reaktioaika, lämpötila, pH, konsentraatio ja adsorbentin annostus. Tämän lisäksi adsorbenttia voidaan myös modifioida, jolloin pinnalle kiinnittyvien adsorbaattien selektiivisyyttä voidaan kohdentaa.

Aktiivihiili on maailmalla käytetyin adsorbentti ja sitä tuotetaan vuosittain merkittäviä määriä. Aktiivihiili pystyy adsorboimaan sekä orgaanisia että epäorgaanisia yhdisteitä ja sitä käytetään paljon raskasmetallien poistoon. Aktiivihiiltä voidaan valmistaa esimerkiksi sahanpurusta ja muista biomassapohjaisista jätteistä. Hiilimateriaalien käyttöä adsorbentteina puoltaa niiden tehokkuus, mutta myös regeneroitavuus. Nämä yhdessä mahdollistavat helpon, mutta edullisen vedenpuhdistusmenetelmän.

Tutkielmassa perehdytään adsorptioon ja desorptioon metallien poiston näkökulmasta, sekä tutkitaan mahdollisia aktivointi- ja modifiointikeinoja sinkin selektiivisen poiston saavuttamiseksi. Kirjallisuuskatsauksessa esitellään tutkimuksia, joissa sinkin poistoa adsorptiossa on pyritty optimoimaan hiilimateriaaleille sekä panos- että kolonnikokeissa. Lisäksi tutkielmassa perehdytään regenerointiin ja regenerointikemikaalien valintaan metallikationien talteenotossa, jotta adsorbentti voidaan palauttaa toimintakykyiseksi. Lopuksi tutkielmassa luodaan näkökulmia adsorptio-desorptiosyklien päätepisteeseen tulleen adsorbentin ja regeneroinnissa syntyneen jäteliuoksen kierrätykselle.