Reoveepuhastiks saab materjali ammutada tuhamäelt

Margit Kõiv töötas oma doktoritöö raames keskkonnasäästlikke filtermaterjale kasutades välja uudse reovee puhastussüsteemi, mis võib tulevikus saada loodussõbralikuks alternatiiviks praegustele.

Otsides alternatiive betooni valatud konventsionaalsetele reovee puhastussüsteemidele, huvitas Kõivu, kuidas reovee puhastamisel kasutada ära looduslikke protsesse.

Labori- ja pilootkatsed näitasid, et hästi mineraliseerunud turbal ja põlevkivituha settel on hea potentsiaal prügila nõrgvee ja olmereovee järelpuhastamiseks. Uus puhastussüsteem tuleb hästi toime erinevate reoainete, eelkõige fosfori ja lämmastiku eemaldamisega ning orgaanilise aine lagundamisega.

«Kasutasime katsetes tuhasetet ja hästilagunenud turvast eesmärgiga rakendada mõlema materjali häid omadusi,» selgitas Kõiv.

Turvast seni ei kasutatud

Vähelagunenud turvast ehk kasvuturvast kasutatakse küll juba absorbendina näiteks raskemetallide eemaldamiseks reoveest, kuid hästilagunenud ehk mineraliseerunud turvast reoveepuhastuses seni kasutatud ei ole.

Suurem osa hästilagunenud turbast läheb Eestis tooraineks turbabriketi valmistamisel ja kütuseks katlamajades. Osaliselt kasutatakse seda ka kasvuturbana, valmistades sellest koos vähelagunenud turbaga turbasegusid ja väetisi.

Katsete tulemused näitasid, et hästilagunenud turvas oli efektiivne vertikaalvoolulistes pinnasfiltrites prügila nõrgveest ja olmereoveest orgaanika ja lämmastiku eemaldamises, kuid ainuüksi turba omadustest jäi reovee täielikuks puhastamiseks väheseks.

Varasemad laborikatsed näitasid, et potentsiaalseks filtermaterjaliks võiks olla hüdratiseerunud põlevkivituha sete, millel on hea fosfori eemaldusvõime. Põlevkivi põletamise järel jääb tuhana alles umbes pool materjalist. Tuhk transporditakse veega segatuna suurtele platoodele, kus see õhu ja veega kokkupuutel hüdratiseerub ehk kivistub ning moodustub tuhasete.

Kuidas eraldada fosfor?

«Põlevkivituha sete on kaltsiumirikas materjal, millest fosfori-rikkasse lahusesse vabanevad kaltsiumioonid, mis kohtuvad fosfaatioonidega ning settivad raskestilahustuva kaltsiumfosfaadina,»selgitas Kõiv fosforiärastusprotsessi põlevkivituhas.

Seejärel tekkis tal idee uurida, kuidas oleks võimalik põlevkivituha sette omadusi kasutada reoveepuhastuses, sest fosfori eemaldamine reoveest on päevakajaline teema, millega tegeletakse kogu maailmas. Liigne fosfor vees on üks pinnaveekogude eutrofeerumise põhjus.

Selleks et laborikatsetest edasi minna ning panna materjalide vastupidavus ning tegelik puhastusvõime proovile, tehti aastatel 2003 ning 2005-2006 Järvamaal Väätsa prügilas välikatsed. Samaaegselt toimusid katsed ka Tapa reoveepuhastussüsteemis.

 Eksperimentaalsed filtersüsteemid pidi Kõiv bakalaureuse- ja magistriõpingute raames juhendajate kaasabil ja doktoriõppes koos projektikaaslastega ise välja töötama, disainima ja rajama.

Ainus uue puhastussüsteemi probleem on see, et hüdratiseerunud põlevkivituhas puhastatud veel on lubatust kõrgem pH tase. «Filtersüsteemi läbinud vesi on väga aluseline. Kui puhta vee pH tase on tavaliselt lähedane neutraalsele pH-le ehk ehk seitsmele, siis tuhasette läbinud vee pH tase on üle kaheteistkümne. Seaduses kehtestatud vee pH tase, mida võib loodusesse lasta, peab jääma  6 ja 9 vahele,» selgitas Kõiv.

Tuhafiltrist tulenevat kõrget pH väärtust vähendaks turbafilter.

Enamasti kasutatakse maailmas fosfori ärastamiseks tehismärgalades ja pinnasfiltersüsteemides erinevaid tööstuse jääkprodukte, tehislikult valmistatud või looduslikke materjale.

Kõiv leiab, et võrreldes teiste kasutusel olevate materjalidega, mille abil veest fosforit ärastatakse, on hüdratiseerunud põlevkivituhk küllaltki soodne.

Seadus: see on jääde

Kuigi põlevkivituha kasutamine reovee puhastuses on innovaatiline, on see samas ka problemaatiline, sest seaduse silmis on hetkel tegemist jäätmega. «Jäädet ei või vabalt transportida, töödelda ja jäädet ei saa ju müüa,» võttis Kõiv probleemi kokku.

 «See, et põlevkivituhk sisaldab raskemetalle või teisi ohtlikke ühendeid, on müüt. Me oleme seda materjali läbi ja lõhki analüüsinud, pigem tuhk sidus raskemetalle veest, mitte ei eraldanud neid vette,» rääkis ta.

Põlevkivituhal puudub hetkel turuväärtus. Seega tuleb kõigepealt tegeleda selle materjali turustamise ning väärtustamisega. «Teadlasena ma pakun välja lahendusi, aga minu võimuses ei ole seda materjali turustada,» sõnas Kõiv.

Seni tehtud eksperimendid on kestnud kuni aasta ning ehitatud katseseadmed olid vaid kuupmeetrise mahuga. Selleks, et lõplikult veenduda turba ja põlevkivituha sette puhastuslikes omadustes tuleb uudne filtersüsteem proovile panna ka pikema aja jooksul ning prügila nõrgvee ja olmereovee karmis reaalsuses.

Doktoritöö kaitsmise järel soovib Kõiv uurimisteemaga edasi minna ning loodab rajada täismõõtmetes puhastussüsteemi. Ta nentis, et suurimaks takistuseks täismõõdus puhastussüsteemi ehitamisel on raha –  praegune majanduskliima uute innovaatiliste veepuhastusseadmete väljatöötamist eriti ei soosi.

Margit Kõivu doktoritööd loe siit.

Artikkel ilmub ajakirjas Universitas Tartuensis.