Němečtí vědci vyvíjejí kompaktní systémy, které odstraňují znečištění z vody pomocí fotokatalytické keramiky

Nová německá technologie využívá pěnovou keramiku a UV diody k rozkladu průmyslových znečišťujících látek před jejich vstupem do vody.

• Odolné znečišťující látky v průmyslových vodách.
• Fotokatalytická pěnová keramika.
• UV světlo pro rozklad organických sloučenin.
• Bez dalších chemikálií.
• Vysoká energetická účinnost.
• Reálné pilotní projekty v klíčových průmyslových odvětvích.
• Škálovatelná a přizpůsobitelná technologie.

Čištění vody pomocí světla: nová generace kompaktních a účinných systémů čištění vody

Čištění průmyslových odpadních vod zůstává i nadále jedním z nejzávažnějších ekologických problémů současnosti. Navzdory existenci moderních čistíren odpadních vod se odolné znečišťující látky stále vymykají kontrole. Pesticidy, mikroplasty, PFAS, barviva a léčiva se dostávají do řek, vodonosných horizontů a nakonec i do našich vodovodních kohoutků. Tyto látky, z nichž mnohé jsou klasifikovány jako endokrinní disruptory nebo potenciální karcinogeny, se hromadí v ekosystémech, aniž by se snadno rozkládaly.

Stávající řešení, jako je biologické čištění nebo vylepšené filtrování, ne vždy umožňují jejich úplné odstranění. Kromě toho může být jejich provoz nákladný, pomalý nebo může vést k tvorbě sekundárního odpadu. To nutí přehodnotit přístup, zejména v odvětvích s vysokou úrovní znečištění, jako je farmaceutický, chemický, textilní nebo potravinářský průmysl.

Keramická technologie se světlem: inovativní řešení

Institut Fraunhofer IKTS v Drážďanech učinil rozhodný krok k efektivnímu a udržitelnému řešení. Vyvinuli multifunkční pěnovou keramiku, která slouží jako platforma pro procesy fotokatalytické oxidace, které jsou schopné rozkládat znečišťující látky na molekulární úrovni.

Klíčem je kombinace materiálů s pokročilými katalytickými vlastnostmi a vysoce reaktivní porézní strukturou, která je vystavena ultrafialovému (UV) záření. Tento systém generuje volné radikály, zejména hydroxyly, které ničí složité chemické vazby, aniž by bylo nutné přidávat toxické sloučeniny a vytvářet další odpad.

Výsledek: čistý, tichý a přizpůsobivý proces, který odstraňuje problematické molekuly bez tvorby znečišťujících vedlejších produktů.

Co činí tuto technologii jedinečnou?

• Energetická účinnost: díky použití energeticky úsporných UV LED diod a optimalizaci geometrie reaktoru systém maximalizuje interakci mezi světlem, znečišťující látkou a katalyzátorem.
• Velká reaktivní plocha: keramická pěna má pórovitost až 90 %, což výrazně zvyšuje užitečnou reakční plochu ve srovnání s jinými tradičními nosiči.
• Stabilita a trvanlivost: katalyzátory jsou pevně uchyceny v keramické struktuře, což zabraňuje jejich pronikání do vyčištěné vody.
• Modularita: každý systém lze přizpůsobit různým průtokům, typům znečišťujících látek a průmyslovým podmínkám, aniž by bylo nutné přepracovávat celou stávající infrastrukturu.

Reálné aplikace a pilotní testy

V současné době několik odvětví testuje tuto technologii přímo ve svých zařízeních. Jedná se zejména o podniky farmaceutického, polovodičového a textilního průmyslu, kde je tvorba vysoce stabilních znečišťujících látek trvalým problémem.

V jednom z nejvýznamnějších pilotních projektů se papírně v Německu podařilo snížit koncentraci biologicky nerozložitelných organických sloučenin před vypuštěním o více než 85 %. Další testy v mléčném průmyslu ukázaly pozitivní výsledky při odstraňování zbytků hormonů a antibiotik.

Kromě toho tento typ řešení umožňuje provádět zpracování na místě, což umožňuje vyhnout se přepravě velkých objemů znečištěné vody do centrálních stanic, s odpovídající úsporou energie, logistiky a emisí.

Důsledky mimo průmyslový sektor

 

Ačkoli byla tato technologie vyvinuta s ohledem na průmyslové procesy, její potenciál překračuje tento rámec. Může být použita v venkovských oblastech s omezeným přístupem k pokročilým systémům čištění, v podmínkách klimatické mimořádné situace, kdy je nedostatek pitné vody, nebo dokonce jako doplněk k městským čistírnám odpadních vod, což pomáhá dodržovat přísnější normy kvality.

Evropská komise a řada ekologických organizací v současné době revidují normy týkající se přítomnosti stopových látek v odpadních vodách. Tyto technologie mohou být klíčové pro dodržování budoucích legislativních požadavků, aniž by podnikům vznikaly nepřiměřené náklady.

Potenciál

Tato nová generace čistících systémů představuje mocný nástroj v boji proti znečištění vody a její široké zavedení může přinést značné výhody:

• Přímé snížení množství perzistentních znečišťujících látek ve vodních zdrojích.
• Lepší ochrana vodní biodiverzity, která je velmi citlivá na chemické stopy.
• Zvýšení odolnosti vůči vodě v regionech postižených suchem díky snazšímu opětovnému využití vyčištěné vody.
• Proaktivní dodržování ekologických norem, což umožňuje průmyslu lépe se positionovat v podmínkách stále přísnějších regulačních požadavků.
• Stimulace technologických inovací v oblasti materiálů, čisté energie a decentralizovaného čištění.

Ve světě, kde je čistá voda stále vzácnější, nejsou investice do kompaktních, škálovatelných a udržitelných řešení, jako je toto, volbou, ale naléhavou nutností. Kombinace materiálového inženýrství, energetické účinnosti a ekologického vize dokazuje, že jiný způsob čištění vody, šetrnější k planetě, je nejen možný, ale již se stává realitou.