Suomen Akatemia

New natural freezing method offers energy savings in water purification

Jaa

Freezing winter temperatures can be put to good use in improving the cost and energy efficiency of wastewater purification. The ice that is formed when wastewater freezes naturally in the winter is cleaner than the residual waste water itself. The purity of the ice is a function of the rate of the freezing process: the slower the freezing process, the greater the purity of the resulting ice. Research is underway under the Academy of Finland’s Arctic Research Programme to develop sustainable working methods that are suited to the unique and fragile Arctic environment.

Associate professor of Chemical Engineering Marjatta Louhi-Kultanen is running a research project aimed at developing energy-efficient methods of wastewater purification by taking advantage of seasonal temperature variations and natural water freezing. The process of freezing wastewater requires no additional energy input in the winter. The ice layer is mechanically removed from the residual wastewater, which then becomes more concentrated. Energy is only required for breaking and transporting the frozen wastewater. Contaminants in the ice samples collected in both laboratory conditions and natural winter conditions were well below environmental permit standards. Contaminant levels in ice samples extracted from mine water reservoirs were up to 65–90 per cent lower than in the mine water itself. The results indicate that natural freezing is a particularly effective method for purifying large volumes of weak aqueous solutions.

“Although the mine ice was clearly purer than the mine water, its measured mechanical strength values were clearly lower than those of clean lake water. The mechanical collection of ice from mines would therefore not require expensive special equipment,” says Dr Mikko Suominen from the Aalto University research team studying marine and Arctic technology.

The research project has also used a winter simulator that makes it possible to adjust and fine-tune the freezing process by controlling aqueous solutions and the temperature and velocity of cooling air. It is important to have an in-depth knowledge of the strength and other mechanical properties of ice so that the process of ice collection can be optimised. The results of the research have important application in developing systems for breaking and collecting ice.

The project is a joint effort of teams from Lappeenranta University of Technology and Aalto University. Their key areas of focus include freezing kinetics, mathematical modelling and the development of mechanical processes, such as breaking, analysing, collecting and transporting ice. Furthermore, they have applied the tested purification method to both landfill waters and municipal wastewater. Tests have also been carried out on mine water reservoirs in Sotkamo, in two peat bog areas and on the ice on Lake Saimaa.

On 6-7 June 2018 the Academy of Finland will be hosting an international conference on the topical theme of “Emerging Pollutants in Freshwater Ecosystems” as part of the European Water JPI network. The Helsinki conference will be attended by more than 200 researchers, decision-makers and partners in the field. During the two days of the conference, keynote lectures and presentations will be held among others on the hazardous pollutants threatening our drinking water and on how chemicals and pesticides, for instance, enter the water cycle. The effects of pollutants on the ecosystem and human health as well as new methods for monitoring and preventing pollutants are also included in the programme.

Conference website: www.aka.fi/waterjpi2018

Inquiries and more information

- Marjatta Louhi-Kultanen, Aalto University, firstname.lastname(at)aalto.fi, tel. +358 50 324 5780

- www.aka.fi/arktiko

Yhteyshenkilöt

Jonathan Begley
Academy of Finland Communications
tel. +358 295 335 096
firstname.lastname(at)aka.fi

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Suomen Akatemia
Suomen Akatemia
Hakaniemenranta 6, PL 131
00531 HELSINKI

029 533 5000http://www.aka.fi/fi

Suomen Akatemia rahoittaa korkealaatuista tieteellistä tutkimusta, toimii tieteen ja tiedepolitiikan asiantuntijana sekä vahvistaa tieteen ja tutkimustyön asemaa. Vuonna 2018 rahoitamme tutkimusta 436 miljoonalla eurolla. Suomen Akatemia saa osan tutkimusrahoitukseen käyttämistään varoista rahapelitoiminnan voittovaroista.  Vuonna 2018 Akatemia käyttää tieteen edistämiseen rahapelitoiminnasta saatuja varoja 70,7 miljoonaa euroa.

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista jo ennen kuin ne uutisoidaan? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi yhtä aikaa suomalaisen median kanssa. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Suomen Akatemia

Vedenpuhdistusjärjestelmiä kehitettävä kemiallisten haitta-aineiden poistamiseksi7.6.2018 10:50Tiedote

Vesien puhdistuksessa yleisesti käytetyt menetelmät eivät välttämättä tehoa riittävän hyvin talousvesiin kulkeutuviin kemiallisiin haitta-aineisiin. Klooraus ja UV-desinfiointi purevat hyvin tauteja aiheuttavia mikrobeja vastaan, mutta eivät yhtä hyvin poista kemiallisia haitta-aineita. Veden mikrobeista ja kemikaaleista koituvia terveyshaittoja tutkittiin Suomen Akatemian rahoittamassa hankkeessa, jossa selvitettiin myös vedenpuhdistusmenetelmien taloudellisia vaikutuksia.

Uudella jäätymismenetelmällä voidaan puhdistaa vettä miltei ilman lisäenergiaa1.6.2018 09:58Tiedote

Talvipakkasia voidaan hyödyntää jäteveden puhdistamisessa kustannus- ja energiatehokkaasti. Kun jätevesi jäätyy luonnollisesti talvella, siitä muodostuva jää on puhtaampaa kuin itse jäännösjätevesi. Jäätymisprosessissa syntyvän jään puhtauteen vaikuttaa jäätymisnopeus: mitä hitaammin vesi jäätyy, sitä puhtaampaa siitä tulee. Tutkimus on osa Suomen Akatemian arktista tutkimusohjelmaa, jossa kehitetään arktisen alueen uniikille ja herkälle luonnolle sopivia kestävän kehityksen mukaisia työskentelymenetelmiä.

Ny frysningsmetod gör det möjligt att rena vatten praktiskt taget utan extra energi1.6.2018 09:58Tiedote

Vinterkylan kan utnyttjas i rening av avloppsvatten på ett både kostnads- och energieffektivt sätt. Då avloppsvatten vintertid fryser naturligt är den is som bildas på ytan renare än det ofrusna vattnet under isen. Hur ren isen är påverkas av frysningens hastighet: ju långsammare frysning, desto renare is. Detta har man kommit fram till i en undersökning inom Finlands Akademis arktiska forskningsprogram som enligt principerna för hållbar utveckling ska utveckla praxis som lämpar sig för det arktiska områdets unika och känsliga natur.

Suomen Akatemia valitsi 10 uutta akatemiaprofessoria23.5.2018 13:03Tiedote

Suomen Akatemia on valinnut kymmenen uutta akatemiaprofessoria kaudelle 1.1.2019-31.12.2023. Tehtävään oli aiehaussa 193 hakijaa, joista 33 kutsuttiin toiseen vaiheeseen. Valinnassa käytettiin vertaisarviointia, joka tehtiin neljässä tieteenalalähtöisessä paneelissa. Niiden mukaan hakijat olivat erittäin korkeatasoisia ja hyvin verkottuneita tutkijoita. Lopullisen valinnan teki Akatemian yleisjaosto paneelien ehdotusten pohjalta.

D-vitamiinitutkimus siivitti Utajärven lukion Tiedetonni-kilpailun voittoon15.5.2018 13:48Tiedote

Utajärven lukio voitti opetus- ja kulttuuriministeriön, Suomen Akatemian ja Opetushallituksen lukioille järjestämän Tiedetonni-kilpailun. Utajärven lukion ansiokkaassa projektissa tutkittiin biologian ja maantiedon opettaja Liisa Virran johdolla riittävää D-vitamiinin saantia. Palkinnon jakoi opetusministeri Sanni Grahn-Laasonen Tiedefoorumi-tapahtumassa keskiviikkona 9.5. Palkintoraha, 1000 euroa, tarjoaa koululle mahdollisuuden uusien projektien toteuttamiseen.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki STT Infossa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme