Rikastushiekka-alueelta suotautuvat sulfaattipitoiset vedet ovat aiheuttaneet rehevöitymistä Siilinjärven fosfaattikaivoksen lähijärvissä. Yksi tapa puhdistaa sulfaattipitoisia vesiä on käyttää biologiseen sulfaatinpelkistykseen perustuvia reaktiivisia seinämiä. Hapettomissa oloissa sulfaatinpelkistäjäorganismit pelkistävät sulfaattia sulfidiksi, joka muodostaa metallien kanssa niukkaliukoisia saostumia. Näin nämä rikkiä sisältävät yhdisteet jäävät seinämärakenteen sisään ja saadaan poistettua vedestä.Tässä työssä tutkittiin mahdollisuutta puhdistaa Siilinjärven kaivoksen rikastushiekka-alueilta suotautuvia vesiä biologisella reaktiivisella seinämällä. Tutkimus suoritettiin paikan päällä käyttäen pilot-mittakaavan reaktoria, joka täytettiin sulfaatinpelkistäjien elektronidonoriksi soveltuvalla reaktiivisella materiaalilla. Reaktiivisen materiaalin koostumus oli: 45 % soraa vedenläpäisevyyden varmistamiseksi, 45 % elektronidonorien seosta (1/3 säilörehua, 1/3 puuhaketta ja 1/3 kompostimateriaalia) ja 10 % mikrobisiirrosteena toimivaa järven pohjamutaa. Reaktorin läpi pumpattiin sulfaattipitoista (keskimääräinen pitoisuus 124,8 mg/l) suotovettä siten, että veden viipymä reaktorissa oli 15 päivää. Reaktoria ylläpidettiin kolmen kuukauden ajan ja sen toimintaa tarkkailtiin ottamalla näytteitä sisään menevästä ja ulostulevasta vedestä kahdesti viikossa.Reaktorissa saavutettiin täydellinen sulfaatinpoisto syöttöveden lämpötilan ollessa vähintään 12 °C. Lämpötilan laskiessa sulfaatinpoistotehokkuus kuitenkin heikkeni siten, että lämpötilan ollessa 8 °C vain n. 50 % ja lämpötilan ollessa 5 °C vain n. 25 % sulfaatista poistui. Näiden tulosten ja lämpötilatilastojen perusteella arvioitiin, että 15 päivän viipymällä saataisiin keskimäärin 52,5 % vuoden aikana reaktoriin sisään menevästä sulfaatista poistettua. Tavoitteena oli vuotuinen 2/3 sulfaatinpuhdistusteho, joka laskelmien mukaan saavutettaisiin nostamalla viipymä 30 päivään. Reaktorista kuitenkin huuhtoutui orgaanista ainesta ja typpeä puhdistettuun veteen, mikä on huomioitava jatkosuunnittelussa.Reaktorissa käytettyjen elektronidonoreiden tehokkuutta tutkittiin kasvattamalla käytettyä sulfaatinpelkistäjäviljelmää eri elektronidonoreilla erikseen ja yhdessä panospullokasvatuksissa. Kasvatusten sulfaattipitoisuutta ja liukoisen orgaanisen aineen määrää tarkkailtiin kokeen edetessä. Erityisesti säilörehu ja puuhake vaikuttivat kokeiden perusteella lupaavilta elektronidonoreilta sulfaatinpelkistykseen.Kaiken kaikkiaan biologinen sulfaatinpelkistys osoittautui toimivaksi tavaksi vähentää vesistöihin kohdistuvaa sulfaattikuormaa. Tulosten perusteella reaktiivisen seinämän käyttöönottoon liittyvien käytännön järjestelyjen selvittämistä suositellaan.
展开▼
