Geoenergiakaivojen porauksen yhteydessä syntyvän kivituhkan ja veden separointi

Abstract

Geoenergiakaivon avulla saadaan hyödynnettyä maalämpöä energianlähteenä. Geoenergiakaivojen porauksen yhteydessä syntyy kivituhkan ja veden seosta, joka on hyvin sameaa ja jossa kuiva-ainetta voi olla useita kymmeniä grammoja litrassa. Sameaa vettä ei haluta johtaa luontoon, jotta se ei aiheuta ongelmia ympäristölle. Tämän takia kivituhka ja vesi halutaan erottaa toisistaan mahdollisimman hyvin. Työn teoriaosuudessa käsitellään mahdollisia kivituhkan ja veden erottamiseen sopivia menetelmiä, joiksi valikoituivat laskeutus, koagulaatio ja suodatus erilaisten vedenpuhdistusprosessien perusteella. Työn laboratorio-osuudessa testattiin kahta erotusmenetelmää, koagulointia ja suodatusta. Koagulointia testattiin kolmella eri kemikaalilla ja niiden eri annostuksilla. Suodatusta testattiin kahdella erilaisella geosuodatinkankaalla. Lisäksi mallinnettiin porausvesien käsittelyä erotteluun käytettävässä kontissa. Kokeiden perusteella porausvedet ovat laadultaan erilaisia. Tämän takia niiden laadun tarkkailu on tärkeää, jotta ne eivät luontoon johdettaessa aiheuta ympäristövahinkoja. Porausvesien erilaisuus myös vaikeuttaa sopivien käsittelymenetelmien valitsemista. Testatut menetelmät toimivat eri lailla käsitellyillä näytteillä. Menetelmistä suodatus poisti porausvesistä kuiva-ainetta, mutta ei mitattavissa määrin sameutta. Koagulointi puolestaan puhdisti molempien näytteiden porausvedet parhaimmissa tapauksissa silmämääräisesti kirkkaaksi, jolloin kuiva-ainetta oli poistunut 99 %. Polymeeri toimi testatuista kemikaaleista parhaiten. Kontin mallinnusten perusteella porausvedet ohjautuvat kontin seinistä ja kulkeutuvat kontista melko nopeasti ulos, jolloin kivituhka ei ehdi laskeutua. Ratkaisuna tähän voisivat olla kontin väliseinien pidentäminen ja väliseinien välisen raon kasvattaminen, jolloin vedet eivät ohjautuisi niin nopeasti ulos ja kivituhka ehtisi laskeutua.