Teollisuuden jätevesien käsittelyssä kemiallinen saostus on yksi yleisimmistä menetelmistä metallien poistamiseen. Prosessissa liuenneet metallit reagoivat lisättyjen kemikaalien kanssa ja muuttuvat kiinteään muotoon. Tämä kiinteä jae, sakka, erotetaan puhdistetusta vedestä esimerkiksi laskeuttamalla tai suodattamalla.
Moni kuvittelee, että prosessi päättyy tähän – mutta todellisuudessa veden puhdistus on vasta ensimmäinen askel. Metallit eivät katoa, vaan siirtyvät vedestä sakkaan. Jos sakka päätyy sijoitusalueelle ilman asianmukaista käsittelyä ja on kemiallisesti epävakaa, sateet tai pohjavesi voivat liuottaa siitä metalleja takaisin ympäristöön. Siksi sakan pysyvä turvallisuus on yhtä tärkeää kuin veden puhtaus.
Lisätietoa kemiallisesta saostuksesta löydät edellisen viikon artikkelistamme: Metallien saostaminen teollisuusjätevesistä.
Mitä sakka on?
Syntyvän sakan koostumus vaihtelee käsiteltävän veden mukaan. Kemiallisessa saostuksessa syntyneen sakan määrä ja laatu riippuu puhdistettavan veden laadusta, metallipitoisuuksista ja käsittelyssä käytetyistä kemikaaleista. Tyypillisesti teollisuusjätevesien puhdistuksessa syntynyt sakka sisältää vedestä poistettuja metalleja, sulfaattiyhdisteitä ja pienissä määrin neutralointikemikaalien jäämiä. (Chen et al., 2021)
Kun sakan käyttäytyminen tunnetaan, sen laatua ja määrää voidaan hallita ympäristöturvallisesti.
Sakan laatu ja sen erotettavuus eivät riipu pelkästään siitä, mitä epäpuhtauksia vedessä on, vaan myös prosessitekniikasta – kuten sekoituksesta ja reaktioajasta – jotka vaikuttavat ratkaisevasti sen ominaisuuksiin. EPSE™ Menetelmä tuottaa hallitun ja kemiallisesti stabiilin sakan, koska sakan laatu määräytyy sekä hallituista reaktioista että optimoidusta prosessista. Kun sakan käyttäytyminen tunnetaan, sen laatua ja määrää voidaan hallita ympäristöturvallisesti.
Miten EPSE-sakan laatua arvioidaan?
EPSE™ Menetelmässä syntyvästä sakasta tehdään Lab PoC-vaiheessa laboratoriotestejä, joiden avulla voidaan arvioida sen kemiallista stabiilisuutta.
Sakan kemiallista stabiilisuutta ja ympäristöturvallisuutta arvioidaan Euroopassa liukoisuustestillä standardin EN 12457-2 mukaisesti. Tämä testi kertoo, kuinka paljon metalleja voi vapautua sakasta, jos se sijoitetaan esimerkiksi kaatopaikalle ja joutuu kosketuksiin veden kanssa. Tämä ei ole ainoastaan hyvä käytäntö prosessihallintaa varten – se on myös säädösten edellyttämä osa jätejakeen luokittelua ja hallintaa. Vastaavaa tarkoitusta varten esimerkiksi Yhdysvalloissa käytetään EPA:n TCLP-testiä ja Kiinassa HJ/T 299-2007 -standardia. Jos sakka ei täytä vaatimuksia, sitä ei voida sijoittaa tavalliselle kaatopaikalle, vaan se on toimitettava vaarallisen jätteen käsittelyyn tai stabiloitava lisämenetelmillä, mikä lisää kustannuksia ja vaikeuttaa jätehuoltoa. EPSE-sakassa metallien liukoisuus on tyypillisesti erittäin alhainen, mikä tukee turvallista loppusijoittamista tai mahdollista hyötykäyttöä osana kiertotaloutta.
EPSEn Lab PoC-vaiheessa voidaan myös määrittää käsitellyn näytteen kuiva-ainepitoisuus (TS), jonka avulla voidaan arvioida prosessissa syntyvän sakan määrä. Tämä antaa asiakkaalle arvion siitä, kuinka paljon kiinteää jätettä käsittelyssä muodostuu, mikä helpottaa prosessin mitoitusta, logistiikan suunnittelua ja mahdollisen hyötykäytön arviointia.
Miten sakka ja vesi erotetaan toisistaan?
Sakan erottuminen vedestä on kriittinen osa onnistunutta saostusprosessia. Mitä nopeammin ja selkeämmin sakka laskeutuu, sitä tehokkaammin puhdas vesi voidaan erottaa ja ottaa talteen. Laskeutumisnopeuteen vaikuttavat monet tekijät – erityisesti partikkelien raekoko, muoto ja tiheys, jotka määräytyvät käytettyjen kemikaalien ja prosessiolosuhteiden mukaan (Mancell-Egala et al., 2016; Mullins et al., 2018). Myös nesteen ominaisuudet, kuten lämpötila, viskositeetti, kiintoainepitoisuus ja pintajännitys, vaikuttavat laskeutumiskäyttäytymiseen (Davis, 2019).
EPSEn Lab PoC-vaiheessa sakan erottuvuutta arvioidaan SSR-testillä (Sludge Settling Rate), jossa mitataan painovoiman vaikutuksesta tapahtuvaa laskeutumisnopeutta ja ylitteen kirkastumista ajan funktiona. Testi tarjoaa arvokasta tietoa siitä, kuinka tehokkaasti sakka erottuu ja auttaa optimoimaan teollisen mittakaavan käsittelyprosessia. Suurissa mittakaavoissa laskeutumisnopeuteen vaikuttavat kuitenkin myös olosuhteet, kuten virtaus ja lämpötilaerot (Davis, 2019).
Teollisuudessa erottaminen toteutetaan yleensä laskeutusaltailla tai lamelliselkeyttimillä, joissa hyödynnetään painovoimaa sakan laskeuttamiseen ennen kirkastuneen veden talteenottoa.
Mihin sakka päätyy ja miksi sillä on väliä?
Kun sakka on erotettu vedestä, sille on löydettävä turvallinen ja säädösten mukainen loppusijoituspaikka. Jos hyötykäyttö ei ole mahdollista, se toimitetaan hyväksyttyyn jätteenkäsittelylaitokseen tai kaatopaikalle, jossa sen luokittelu perustuu liukoisuustestien tuloksiin. EPSE-sakka täyttää usein pysyvän jätteen kriteerit, mikä helpottaa turvallista loppusijoitusta, mikäli hyötykäyttö ei ole mahdollista.
Raskasmetallit ovat pysyviä ja ympäristölle haitallisia, mutta usein myös arvokkaita raaka-aineita. Niiden talteenotto sakasta voi olla kannattavaa. Vaikka yrityksellä ei olisi omaa metallien talteenottoprosessia, sakka voidaan toimittaa esimerkiksi metallien talteenottoon erikoistuneelle laitokselle. Tällöin se muuttuu jätteestä arvokkaaksi raaka-aineeksi ja poistuu yrityksen jätehuoltovastuulta. Tämä on osa kiertotaloutta, jossa jätevirtoja hallitaan resurssina.
EPSE™ Menetelmä ei pelkästään puhdista vettä, vaan myös hallitsee ja vakauttaa syntyvän jätteen vähentäen ympäristökuormaa, helpottaen jätehuoltoa ja edistäen kiertotaloutta. Lopputuloksena syntyy pysyvästi hallittu sakka – ja pysyvästi puhdas vesi.
Tämän artikkelin on kirjoittanut
Anette Anttonen
Laboratory Engineer
anette.anttonen(a)epse.fi
Seuraa meitä sosiaalisessa mediassa!
Lähteet esiintymisjärjestyksessä:
Blais, J.-F., Djedidi, Z., Ben Cheikh, R., Tyagi, R. D., & Mercier, G. 2008. Metals Precipitation from Effluents: Review. Practice Periodical of Hazardous, Toxic, and Radioactive Waste Management 12(3). Accessed 3.1.2025. Access restricted. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1090-025X(2008)12:3(135)
Chen, T, C., Wing, Y, A., Stijn, E., Amitava, R. & Stegemann, J. 2021. Elemental and mineralogical composition of metal-bearing neutralisation sludges, and zinc speciation – A review. Journal of Hazardous Materials. 416. Accessed 11.7.2025. Access restricted. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125676
Mullins, D., Coburn, D., Hannon, L., Jones, E., Clifford, E. & Glavin, M. 2018. Using image processing for determination of settled sludge volume. Water Sci Technol 78(2). Accessed 18.3.2025. Access restricted. https://doi.org/10.2166/wst.2018.315
Mancell-Egala, W., Kinnear, D., Jones, K., De Clippeleir, H., Takács, I. & Murty, S. 2016. Limit of stokesian settling concentration characterizes sludge settling velocity. Water Research. 90. Accessed 18.3.2025. Access restricted. https://doi.org/10.1016/j.watres.2015.12.007
Davis, M.L., 2019. Water and Wastewater Engineering: Design Principles and Practice. 2nd ed. New York: McGraw-Hill.