Diplomi-töitä Niche-tekniikoista

Diplomi-töitä Niche-tekniikoista

Nuts-hankkeessa tutkitaan myös erilaisia niche-tekniikoita, joilla voitaisiin ratkaista tulevaisuuden ravinnekiertohaasteita. Tällä hetkellä niche-tekniikoiden ympärillä on tekeillä kolme diplomityötä. Töitä toteuttavat Lappeenrannan teknillisen yliopiston ympäristötekniikan opiskelijat, Piia Kainulainen ja Tuomas Strand, sekä Lappeenrannassa kaksoistutkintoa suorittava Pietarin kansallisen mineraaliresurssi yliopiston (National Mineral Resource University, St. Petersburg) opiskelija, Liliia Moldakhovskaya. Seuraavassa opiskelijoiden mietteitä työstään.

Piian Kainulainen: Ravinteiden yhtäaikainen poistaminen vesistä adsorption avulla

Tutkin fosfaatin, ammoniumin ja nitraatin poistoa adsorption avulla. Tarkoituksena on löytää adsorbenttejä, joilla voisi samanaikaisesti poistaa näitä kolmea ravintoainetta. Adsorbenttiä voi modifioida  ja täten saada sen pinnalle funktionaalisia ryhmiä, jotka voivat poistaa sekä kationeja (ammonium) että anioneja (fosfaatti ja nitraatti).

Päädyin tekemään tätä työtä luettuani diplomityöpaikkailmoituksia ja tämä aihe tuli vastaan. Minulla ei ollut entuudestaan paljoa tietoa adsoptiotekniikasta tai kokemusta laboratoriotyöskentelystä. Olin kiinnostunut aiheesta ja saamaan lisää hyödyllistä kokemusta.

Tutkimushanke lähti liikkeelle tarpeesta tasapainottaa ravinnesuhdetta jätevesien poistossa. Nykyteknologioilla fosforin talteenotto jätevesistä on tehokkaampaa kuin typpiyhdisteiden. Mikäli tässä työssä tutkitun kaltainen yhtäaikainen ravinteiden poistaminen onnistuu, jätevesien ravinnejäämiä pystytään tulevaisuudessa hyödyntämään kokonaisvaltaisemmin.

Tuomas Strand:  Savukaasupäästöjen hiilidioksidin sitominen leviin

Työni tarkoituksena on selvittää voimalaitoksen savukaasupäästöjen hiilidioksidin sitomisen leviin taloudellista ja ekologista kannattavuutta. Apukeinona tilanteen selvittämiseksi teen GaBi-ohjelmalla mallin eri jatkojalostusvaihtoehtojen ja muiden muuttujien vaikutuksista elinkaaren aikana.

Etsiskelin diplomityöaihetta mm. lukuisilla suorilla kyselyillä yrityksille. Nämä yritykset kuitenkin kariutuivat, joten katsoin koululla tarjolla olevia diplomitöitä ja kiinnostuin tästä työstä, huolimatta siitä että aihe on minulle melko vieras lähtökohdiltaan.

Kokonaisvaltaisten ympäristövaikutusten kannalta savukaasujen sitominen vähentäisi hiilidioksidipäästöjä. Leviä voidaan hyödyntää edelleen esim. maatalouden ravinteina, suorana ravintona tai vaikkapa levien biomassaa bioenergian raaka-aineena.

Liliia Moldakhovskaya: Kemiallisten tuotteiden hyödyntäminen teollisuudessa

Tutkimukseni päätavoite on selvittää tapoja biokaasulaitoksen sivutuotteiden hyötykäyttöön. Anaerobisessa prosessissa syntyy biokaasun lisäksi mädätettä, joka koostuu enimmäkseen ravinteista kuten typestä ja fosforista. Mekaanisen erotuksen sekä strippaus- ja saostusprosessien avulla mädätteestä pystytään kuitenkin palauttamaan arvokkaita ravinteita kemiallisiksi tuotteiksi. Tällaisia "kierrätyskemikaaleja" ovat esimerkiksi ammoniumliuos sekä erilaiset ammonium- ja fosforisuolot. Vastaavia kemikaalituotteita käytetään paljon esimerkiksi paperi- ja kemianteollisuuden, energiasektorin sekä vedenkäsittelyn prosesseissa. Työni tarkoitus on yhdistää kierrätyskemikaalituotteet teollisuusaloihin, jotka käyttävät vastaavia perinteisiä kemikaaleja sekä selvittää olisiko joissakin käyttökohteissa mahdollista korvata neitseelliset kemikaalit uusiokemikaaleilla. Huomioitavaa on, että työni fokus on nimenomaan kierrätyskemikaalien teollisuuskäyttö, kierrätysravinteiden käyttö maataloudessa on rajattu työn ulkopuolelle.

Tulin Lappeenrantaan 5 kuukautta sitten ja aloin nopeasti etsimään sopivaa diplomityöaihetta. Halusin aiheen, jossa voin työskennellä yhdessä jonkun yrityksen kanssa, koska halusin että työlläni on käytännön sovellettavuutta. Haluan ymmärtää konkreettisesti miksi olen tekemässä jotain työtä. Lisäksi uskon, että tämä on hyvä tapa näyttää kuinka vastuuntuntoinen ja aktiivinen opiskelija on – onnistuneesta työstä voi olla jopa hyötyä työnsaannissa. Tämä työ opettaa myös minulle kuinka kommunikoidaan kolleegoiden, professoreiden ja teollisuuden edustajien kanssa.

Oman oppimisen lisäksi tämä aihe ” Kemiallisten tuotteiden hyödyntäminen teollisuudessa” kiinnostaa minua jostain syystä. Ensiksikin, siinä tarvitaan kemian ymmärrystä, jota minulle on kertynyt useiden kemian kurssien ja joiden työkokemusten kautta kotiyliopistossani. Lisäksi, jos joku kemian kysymys tuntuu vaikealta, olen valmis työskentelemään tuntikausia ratkaistakseni ongelman. Kiinnostuin tästä aiheesta myös sen ajankohtaisuuden vuoksi.  Minusta anaerobinen prosessi on lupaava teknologia jätteiden käsittelyä ja kestävää kehitystä ajatellen.

Jätevesiperäisten kierrätysravinteiden kehittämisen yhtenä hidasteena on ollut Suomen maatalouden kausiluontoisuus. Mikäli jätevesiprosessien kemikaalien talteenottotekniikoita kehitetään edelleen ja luodaan uusia tuotteita, näille tuotteille on myös oltava ympärivuotisia markkinoita. Tällä selvityksellä etsitään näitä markkinavaihtoehtoja erityisesti maataloussesongin ulkopuolelta.

LUT Energialla jätemateriaalien hyötykäytön parissa työskentelevä nuorempi tutkija Asta Kujala on aktiivisesti mukana työn ohjaamisessa. Erityisesti Astan on tarkoitus auttaa Liliaa käännösasioissa, yritysten etsimisessä sekä kontaktien luomisessa markkinatutkimusta varten.