108
Biokaasuteknologia
Kalvotekniikka on fysikaalinen erotusmenetelmä, jossa hyödynnetään puoliläpäiseviä kalvoja. Kalvotekniikalla on mahdollista päästä korkeisiin erotusasteisiin sekä erotella tarvittaessa jopa hyvin spesifisiä yhdisteitä. Kalvotekniikka jaetaan kalvojen eli membraanien huokoskoon perusteella mikro-, ultra- ja nanosuodatukseen sekä käänteisosmoosiin. Erilaisilla kalvoilla pystytään erottelemaan nesteestä hyvin pienikokoisia epäpuhtauksia, kuten bakteereita, viruksia, erilaisia kemiallisia yhdisteitä ja käänteisosmoosilla myös suoloja. Kalvo jakaa käsiteltävän nesteen kahteen jakeeseen. Kalvon syöttöpuolelle jäänyttä jaetta kutsutaan retentaatiksi eli konsentraatiksi ja kalvon läpäissyt jae on nimeltään permeaatti. Yleisimmin nesteen jakautumisessa käytetään ajavana voimana painetta, jolloin yhdisteitä siirtyy väkevämmästä liuoksesta laimeampaan liuokseen kalvon läpi. Siirtymänopeuteen vaikuttavat paineen lisäksi nesteen viskositeetti ja kalvon vastus. Kalvoja valmistetaan käyttötarkoituksesta riippuen erilaisista synteettisistä ja luonnonmateriaaleista. Lisäksi kalvolaitteistot voivat olla ns. tasokalvoja, spiraalimoduuleja ja putkimaisia kalvoja. Kalvotekniikkojen suurimpana haasteena on kalvojen likaantuminen, tukkeutuminen ja kuluminen. Kalvoja voidaan pestä vastavirtahuuhtelulla, kemikaalipesulla ja ilmastamalla. Yleensä mekaanista puhdistusta kalvot eivät kestä ja sen estää myös modulaarinen rakenne. Lauhdeveden kemiallisten ominaisuuksien ja tavoiteltavan tuloksen perusteella valitaan sopiva kalvotyyppi. Valinnassa on syytä hyödyntää kalvotekniikan asiantuntijoita. Yleisesti ottaen lauhdevesi sisältää liuenneita orgaanisia yhdisteitä, suoloja ja typpeä, joiden poisto edellyttää käänteisosmoositekniikkaa. Käänteisosmoositekniikan avulla on mahdollista puhdistaa lauhdevesi ympäristöön johtamiskelpoiseksi, jolloin esimerkiksi typpipitoisuus on alle 15 mg litra-1 (Kuva 6.7).
Kuva 6.7
Biokaasulaitokselta ympäristöön johdettava puhdistettu lauhdevesi. Kuva Biovakka Suomi Oy/Vehmaan laitos, Teija Paavola