Att minska kväveutsläpp ingår i FN:s Agenda 2030 och är en nyckelfråga i många industriella värdekedjor. En stor del av kvävet i gruvmiljöer kommer från ammoniumnitratbaserade sprängämnen som används i gruvan. Risken för toxiska effekter i ytvattensystem, liksom övergödning i kvävebegränsade vattenmiljöer, kräver nya innovativa metoder för att behandla kväveutsläpp från gråbergsupplag.
Kväve är ett rikligt förekommande grundämne i jordens atmosfär. Det gör himlen blå, utgör grunden för proteiner i våra kroppar och bidrar till att göra jordarna bördiga. Överskott av kväve i miljön i reaktiv form – som kommer från användning av syntetiska gödningsmedel, utsläpp av avloppsvatten eller förbränning av fossila bränslen – är dock en fara och förorenar mark, vatten och luft. Vissa former av kväve förvärrar också klimatförändringarna och bryter ned ozonskiktet, som äntligen håller på att återhämta sig. (FN)
MiNing – Denitrifikation av lakvatten
Med stöd från Swedish Mining Innovation har forskare vid Sveriges lantbruksuniversitet (SLU) och Uppsala universitet samarbetat med gruvbolag för att identifiera behandlingstekniker som framgångsrikt kan avlägsna kväve från lakvatten med hjälp av bioreaktorer.
Roger B. Herbert vid Uppsala universitet sammanfattar resultaten:
– Detta är en passiv behandlingsteknik som har en mycket låg energiförbrukning. Av tre olika lösningar fann vi att den största effekten kom från ett bioreaktorsystem för kväveavskiljning från lakvatten. Denna lösning valdes eftersom det är en ”naturbaserad” passiv behandlingsmetod som kräver lite underhåll, samtidigt som den avlägsnar en hög kvävenivå.
Uppskalning till fullskaliga bioreaktorer
Projektet MiNing blev startpunkten för NITREM, ett uppskalningsprojekt med fokus på kommersialisering som finansierats av EIT Raw Materials. Så småningom installerades tre fullskaliga bioreaktorer för att behandla lakvatten vid LKAB:s Kirunagruva och avlägsnade totalt 1,6 ton kväve mellan 2018 – 2021. Behandlingsresultaten har uppfyllt förväntningarna och LKAB planerar att installera upp till 50 bioreaktorer. Projekten har också lett till en nyetablering: 14N AB, en svensk startup som tillhandahåller NITREM-tjänster till kunder. Dessutom har metoden anpassats till andra branscher.
En av de största utmaningarna var att tillämpa en biologisk process i en kall miljö. Den första prototypen användes endast under sommarmånaderna på grund av risken för frysning. Senare tillämpningar av denna teknik kunde förhindra frysning och behandlade vatten under hela året.
