Tampereen yliopisto

Virtsan ravinteet voidaan ottaa talteen sähkön avulla

Jaa

Ravinteiden kierrätys on keskeinen osa kestävää maataloutta. Ihmisvirtsa sisältää pääosan ruoan sisältämistä ravinteista, jotka olisi tärkeää saada talteen. Johannes Jermakka tutki väitöskirjassaan, miten sähkökemiallisilla menetelmillä voidaan käsitellä ja ottaa ravinteet talteen erilliskerätystä virtsasta ilman kemikaaleja.

Maailman ruoantuotanto perustuu teollisiin lannoitteisiin. Ne tuotetaan joko fossiilisista fosfori- ja kaliummineraaleista tai ilmakehän typestä maakaasun polttoon perustuvalla menetelmällä, josta aiheutuvat hiidioksidipäästöt vastaavat noin yhtä prosenttia koko maailman CO2-päästöistä.

– Lannoitteet ovat mahdollistaneet suuren väestönkasvun ja ruoan tuotannon, mutta niiden nykyinen käyttö ei ole kestävää, koska se perustuu rajoitettuihin fossiilisiin kaivannaisiin ja fossiilisiin polttoaineisiin. Teollisten lannoitteiden käyttö aiheuttaa myös laajoja ympäristöongelmia ravinteiden levitessä ympäristöön aiheuttaen erityisesti rehevöitymistä. Lannoitteiden aiheuttama rehevöityminen on päätekijä muun muassa Itämeren huonossa tilassa, Johannes Jermakka kertoo.

Ravinteiden kierrätys jätevirroista lannoitteiksi on keskeinen työkalu maatalouden ja lannoitevalmistuksen ympäristövaikutusten vähentämiseksi. Erilliskerätty ihmisvirtsa on erinomainen jätevirta hyödynnettäväksi ravinteiden kierrätykseen, koska se sisältää pääosan ruoan mukana syödyistä ravinteista tiivistetyssä muodossa. Ihmisvirtsa täytyy käsitellä ennen laajamittaista lannoitekäyttöä, koska se voi sisältää patogeenejä ja ympäristölle haitallisia kemikaaleja, kuten lääkeaineita.

– Sähkökemialliset menetelmät ovat hyvin lupaavia erilliskerätyn virtsan käsittelyyn. Virtsa on typpipitoista ja suolaisuuden ansiosta hyvin sähköä johtavaa, mikä mahdollistaa nopean ja tehokkaan sähkökemiallisen käsittelyn. Sähkökemiallisen käsittelyn voi käynnistää tai lopettaa välittömästi esimerkiksi uusiutuvan energian saatavuuden mukaan. Teknologian voi helposti ottaa käyttöön virtsan samanaikaiseen käsittelyyn ja ravinteiden talteenottoon kaikenlaisissa ympäristöissä, joissa erilliskerättyä virtsaa on saatavilla, Jermakka sanoo.

Väitöskirjassaan Johannes Jermakka esittää, kuinka puoliläpäisevien kalvojen ja metallielektrodien innovatiivisella soveltamisella voidaan samanaikaisesti puhdistaa erilliskerätty virtsa ja erotella lannoitekonsentraatti, jonka ominaisuudet vastaavat kotitalouksille markkinoituja nestemäisiä lannoitteita. Korkea suolapitoisuus voi olla ongelma virtsan lannoitekäytössä ja väitöskirja tarjoaa myös sähkökemiallisen ratkaisun suolan erottamiseksi ravinnekonsentraatista.

Johannes Jermakka työskentelee nykyisin ympäristötekniikan lehtorina Tampereen ammattikorkeakoulussa, missä hän luennoi muun muassa ravinteiden kierrätyksestä.

Diplomi-insinööri Johannes Jermakan ympäristötekniikan alaan kuuluva väitöskirja Electrochemical methods for source-separated urine treatment and nutrient recovery tarkastetaan julkisesti Tampereen yliopiston tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnassa perjantaina 10.9.2021 kello 12.15 Hervannan kampuksella, Festia-rakennuksen salissa FA032 Pieni Sali 1 (Korkeakoulunkatu 8, Tampere). Vastaväittäjänä toimii Prof. Dr. Falk Harnisch Helmholtz Centre for Environmental Research -tutkimuskeskuksesta. Kustoksena toimii apulaisprofessori Marika Kokko tekniikan ja luonnontieteiden tiedekunnasta.

Väitöstilaisuuteen on kutsuttu rajallinen määrä osallistujia koronarajoitusten vuoksi. Yleisön on mahdollista seurata väitöstä  Zoom-etäyhteyden kautta.

Väitöksen teknisenä tukihenkilönä toimii tohtorikoulutettava Veera Koskue  (veera.koskue@tuni.fi), joka vastaanottaa yleisön kysymyksiä väitöksen aikana. Kysymykset esitetään väitöstilaisuuden lopuksi.

Tiedekunnan opintohallinto toimittaa pyydettäessä pdf-version koko väitöskirjasta. Tiedustelut: ens.doc.tau@tuni.fi

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Johannes Jermakka, puh. 050 4713078, johannes.jermakka@tuni.fi

Kuvat

Väittelijä Johannes Jermakka. Kuva: Arto Jalonen
Väittelijä Johannes Jermakka. Kuva: Arto Jalonen
Lataa

Linkit

Tietoja julkaisijasta

Tampereen yliopisto
Tampereen yliopisto
Kalevantie 4
33014 TAMPEREEN YLIOPISTO

p. 0294 5211https://www.tuni.fi

Tampereen yliopisto kytkee yhteen tekniikan, terveyden ja yhteiskunnan tutkimuksen ja koulutuksen. Teemme kumppaniemme kanssa yhteistyötä, joka perustuu vahvuusalueillemme sekä uudenlaisille tieteenalojen yhdistelmille ja niiden soveltamisosaamiselle. Luomme ratkaisuja ilmastonmuutokseen, luontoympäristön turvaamiseen sekä yhteiskuntien hyvinvoinnin ja kestävyyden rakentamiseen. Yliopistossa on 21 000 opiskelijaa ja henkilöstöä lähes 4 000.
Rakennamme yhdessä kestävää maailmaa. 

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Tampereen yliopisto

Kehittyneiden säätömenetelmien ja konenäön avulla supervoimia liikkuvien työkoneiden automatisointiin28.9.2021 11:51:20 EEST | Tiedote

Kaivos- ja maanrakennusteollisuus automatisoituu erittäin nopeasti ja monia aikaisemmin ihmisen ohjaamana tehtäviä töitä kyetään tekemään täysin autonomisesti. Santeri Lampinen tutki väitöskirjatyössään hydraulisten rikotuspuomien automatisointia. Työn tuloksena syntyi rikotuspuomin ohjaukseen suunniteltu autonominen järjestelmä, joka yhdistelee konenäköä, edistyneitä säätömenetelmiä ja älykästä päätöksentekoa kyetäkseen itsenäiseen tuottavaan työhön.

Enterovirusten aiheuttama krooninen infektio voidaan parantaa viruslääkkeillä haimasolumallissa27.9.2021 09:30:00 EEST | Tiedote

Enterovirusten on pitkään epäilty osallistuvan tyypin 1 diabeteksen syntyyn. Viimeaikaiset havainnot tukevat käsitystä, että nämä virukset voivat hakeutua haimaan ja aiheuttaa siellä kroonisen infektion, joka vähitellen johtaa insuliinia tuottavien beetasolujen tuhoutumiseen joko viruksen vaikutuksesta tai immuunivasteen välityksellä. FM Anni Honkimaa osoitti väitöskirjassaan, että viruslääke paransi haimasolumallissa enterovirusten aiheuttaman kroonisen infektion.

Laajakaistamenetelmät varmistavat sähköverkon toiminnan keskellä tuotannon ja kulutuksen murrosta23.9.2021 13:48:59 EEST | Tiedote

Nykyaikaistuva sähköverkko on keskellä murrosta, jonka taustalla on uusiutuvan sähköntuotannon ja elektroniikkapohjaisen energiankulutuksen yleistyminen. Muutos haastaa sekä sähköverkon vakaan toiminnan että sähkön laadun, sillä perinteiset stabiiliusanalyysimenetelmät eivät kykene ennustamaan haitallisia vuorovaikutuksia riittävällä tarkkuudella. Henrik Alenius esittelee väitöskirjassaan uusia menetelmiä, joita hyödyntämällä tehoelektroniikkapohjaisen tuotannon ja kulutuksen aiheuttamat haasteet voidaan ennakoida ja ratkaista.

Proteiineilla päällystetty nanoselluloosa sopii solujen 3D-viljelyyn22.9.2021 13:55:01 EEST | Tiedote

Puusta eristetyt nanoselluloosakuidut muodostavat vedessä hydrogeelin, joka on lupaava materiaali erilaisiin biologisiin sovelluksiin. Nanoselluloosa mahdollistaa kudosmaisen, solujen luonnollista ympäristöä muistuttavan ympäristön rakentamisen soluviljelyolosuhteissa. Tampereen yliopiston tutkijat kehittivät yhteistyössä UPM Biomedicalsin tutkijoiden kanssa ratkaisun, jossa nanoselluloosakuituihin kiinnitetään ensin avidiini-proteiineja, jonka jälkeen materiaaliin voidaan helposti vain yhdistää biotinyloituja molekyylejä, jotka sitoutuvat kuituihin.

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 tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme