Selv om de er naturlige og nødvendige, kan tungmetaller være skadelige i høye konsentrasjoner, både for helse og miljø. Derfor har man siden slutten av 1960-tallet målt konsentrasjoner av tungmetaller i elver, vann og hav, og derfor stilles det strenge krav til vannrensing – enten det gjelder industri, veiavløp eller avløpsvann.
Likevel har det til nå vært noen begrensninger for hvor rent det rensede vannet faktisk kan bli, rett og slett fordi selv ikke en omfattende sedimenteringsprosess vil være i stand til å fange opp tungmetaller i løst form. Med den teknologien man har brukt til nå vil derfor løste tungmetaller følge med vannet, til tross for at det renses.
– Det er her Filtralite HMR kommer inn. Dette nye materialet er svært effektivt for fjerning av løste tungmetaller, og vil kunne redusere belastningen på miljøet betraktelig, forteller Geir Norden, Senior R&D Manager i Leca International.
En betydelig høyere rensegrad
Ved å fremstille Filtralite på en litt annen måte, oppnås en langt finere porestruktur enn vanlig, og Filtralite HMR (Heavy Metal Removal) har ifølge Norden 40 ganger så stor overflate som vanlig Filtralite samt en større bindingskapasitet per kvadratmilimeter overflate, noe som gjør den spesielt egnet til å absorbere partikler.
I tillegg har Filtralite HMR ionebyttekapasitet, på grunn av leirmineralet som benyttes. De ladde partiklene, inkludert tungmetaller, går inn i porestrukturen og binder seg til filtermaterialet. På den måten kan Filtralite HMR absorbere de tungmetallene sedimentering ikke fanger opp.
– Filtralite HMR kan rense opptil 99% under optimale forhold og varer lenge, forteller Norden.
Utallige bruksområder
Gruvedrift, tunneldriving, store anleggsområder, forurensede industriplasser – Filtralite HMR kan ifølge Norden brukes alle steder der det er behov for vannrensing.
-Hensikten med å benytte Filtralite HMR er å redusere konsentrasjonen av tungmetaller til et nivå som ikke er farlig. Det finnes andre alternativer på markedet med lignende egenskaper. Aktivt kull, for eksempel, kan også fange opp løste partikler, og finnes i et stort antall versjoner som kan spesialtilpasses. Filtralite® HMR har en dokumenterbart høy sorpsjonskapasitet, spesielt på kationer, men også anioner, som gjør det bedre egnet til å fange opp tungmetaller. I tillegg vil Filtralite HMR kunne fange opp en større variasjon av tungmetaller.
Motstandsdyktig mot fortetning
En annen fordel med Filtralite HMR er at, selv om filtermaterialet er fint nok til å fange opp de minste partiklene og løste stoffene, har det likevel tilstrekkelig porøsitet til å motstå tilstopping i filterets levetid.
Dernest er det robust nok til å tåle gjentatte tilbakespylinger og varer derfor lengre enn filter av aktivt kull. Faktisk kan man ved regelmessig tilbakespyling regenere HMR-filteret. Tilbakespylingen gir en mekanisk gnisning mellom filterkornene. Et mikroskopisk lag av overflaten dras da av og tar med seg tungmetallene på veien.
På den måten vil tungmetallet som var ionisk til slutt ende opp bundet til bittesmå korn på leirmineralet, og kornene kan sendes tilbake til sedimenteringsanlegg eller annet fortrinn.
Regenering
– Ved vanlig enkel tilbakespyling kan vi slipe bittelitt av den mineralske overflaten på filtermaterialet. De absorberte tungmetallene vil deretter følge det avslipte mineralske støvet, og filtermaterialet er regenerert, forteller Geir Norden.
Tilbakespyling er hensiktsmessig fordi det gjør at man kan benytte det samme filteret i lang tid uten å bytte det, og dermed spare kostnader. Skild AS, som har brukt løsningen i halvannet år, rapporterer at de ved hjelp av regenerering kan benytte seg av det samme filteret 400-500 ganger.
– Levetiden gjør Filtralite HMR unikt. Det har mye lengre levetid enn aktiv kull, forteller daglig leder i Skild AS, Kjell Rune Heia. – Ved å kombinere Filtralite HMR med våre egne systemer kan vi fjerne partikulære og oppløste tungmetaller på en måte som ikke har vært gjort tidligere. Nå har vi løsninger som møter kravene til markedet.
Fint og robust
Sammen med Leca har Skild testet og samkjørt løsningen, utvekslet informasjon og tatt funnene videre til et laboratorium i Spania. Resultatene har vært utelukkende gode. Det å regenerere lignende filter ved hjelp av tilbakespyling har aldri før blitt gjort.
– Med større overflate og bindingskapasitet enn andre filtre, samt regenereringsegenskapene, mener vi Filtralite HMR er godt egnet til å absorbere løste tungmetaller i avløpsvann. Tilgjengelig teknologi har til nå begrenset i hvor stor grad det er mulig å rense tungmetaller, men med Filtralite HMR kan også løste tungmetaller suspendert i vann fanges opp. Dette gjør at vi i fremtiden vil kunne forvente mer av vannrensing, som igjen vil ha en positiv virkning på miljøet, avslutter forteller Geir Norden, Senior R&D Manager i Leca International.
En ny måte
Norden forklarer at det å produsere Filtralite er omtrent som å poppe popcorn av leire. Når leiren når en viss temperatur, vil den ekspandere fordi det oppstår en smelting samtidig som man får en ekspansjonskraft innenfra.
– På innsiden dukker det opp små porer og tynne vegger av smeltet og sintret leire – svart glass. Slik får vi små leirkorn vi kaller Leca, som er utgangspunktet for Filtralite, forklarer Norden.
Ved å stoppe temperaturen tidligere i prosessen, kan man beholde leirmineralstrukturen intakt og danne et korn med betydelig større overflate. I denne fasen avgir leirmineralet kjemisk bundet vann, selve molekylet endres og overflaten blir reaktiv. Det finnes utallige forsøk på dette i litteraturen, men det er krevende, rett og slett fordi leiren ofte kollapser om den er varmet på for lav temperatur.
– Ved hjelp av en spesiell og nøye utvalgt smektittleire med utbyttbare ioner mellom lagene, og optimal temperaturstyring, har vi derimot klart å danne et mekanisk sterkt korn på lavere temperatur, dette er HMR, forklarer Norden.
