Väitös vesi- ja ympäristötekniikan alalta, M.Sc. Oleksii Tomin

Biomassapohjaisen aktiivihiilen muuntaminen erilaisiin vedenkäsittelytarkoituksiin 

Ihmiskunta etsii nyt tapoja pienentää hiilijalanjälkeä kestävämmillä ja ympäristöystävällisemmillä ratkaisuilla teollisuudelle. Vedenkäsittelyalalla yksi tällainen ratkaisu on vedenkäsittelyn fossiilipohjaisten materiaalien korvaaminen uusiutuvilla. Esimerkiksi pääosin fossiilisesta kivihiilestä valmistettua aktiivihiiltä käytetään monissa edistyneissä vedenkäsittelytoiminnoissa. Hiilen louhinnalla ja kuljetuksella on huomattava hiilijalanjälki ja siten myös ympäristövaikutus. Hyvä vaihtoehto aktiivihiilen korvaamiseen on biopohjainen aktiivihiili, niin sanottu biohiili. Biohiiltä tuotetaan erilaisista orgaanisista biomassoista, jotka ovat uusiutuvia ja maailmanlaajuisesti saatavilla. 

Suurin haaste on, että tavanomaisella aktiivihiilellä on parempi käsittelyteho kuin biohiilellä. Biohiilen ominaisuuksien parantamiseksi biohiilen tuotannossa käytetään erilaisia menetelmiä. Biohiilen muuntamista on tutkittu laajasti viime vuosina, mutta se on hyvin vaihteleva prosessi, jossa on useita ongelmia. 

Tässä väitöskirjassa tarkastellaan, miten erilaiset tuotanto- ja muunnostekijät vaikuttavat biohiilen lopullisiin ominaisuuksiin. Työssä käytetään termiä "räätälöinti", joka tarkoittaa tuotantotekijöiden säätämistä tietyn biohiilen luomiseksi tiettyihin sovelluksiin. Tutkimuksessa yritetään jäsentää olemassa olevaa tietoa biohiilen muokkaamisesta, yhdistää se saatuun uuteen tietoon ja näyttää kokonaiskuvaa räätälöintiprosessista ja siitä, miten tähän prosessiin voidaan vaikuttaa. Lisäksi tutkimuksessa korostetaan tärkeimpiä räätälöinnin aikana ilmeneviä haasteita ja esitetään tulevaisuuden tutkimuksen mahdollisuudet. 

Biohiilen tuotannon ja hyödyntämisen aihealue on hyvin laaja, joten tutkimuksella on rajansa ja rajoituksensa. Tämä väitöskirja keskittyy vain biohiilen "räätälöintiin" vedenkäsittelyn eri sovelluksin, mutta sitä voidaan laajentaa muille biohiilen käyttöaloille. Biohiilen "räätälöinti" on toistaiseksi teoreettinen käsite. Tämä väitöskirja näyttää suuntaa mahdolliselle jatkotutkimukselle ja on ensimmäisten joukossa teollisen mittakaavan "räätälöinnin" toteuttamisessa.

Vastaväittäjä: Professori Ulla Lassi, Oulun yliopisto

Valvoja: Professori Riku Vahala, toimitusjohtaja, Suomen Vesilaitosyhdistys ry

Väittelijän yhteystiedot: Oleksii Tomin, [email protected], puh. +358413123835

Väitöstilaisuus järjestetään kampuksella (sali T2, Konemiehentie 2).

Väitöskirja on julkisesti nähtävillä 10 päivää ennen väitöstä Aalto-yliopiston julkaisuarkiston verkkoriiputussivulla.

Elektroninen väitöskirja