Aktívne uhlie je kľúčom k odstraňovaniu stopových látok z odpadových vôd

Problematické stopové látky

Vďaka čistiarňam odpadových vôd, ktoré používajú rôzne vysoko účinné mechanické, biologické a chemické metódy na odstránenie nečistôt z odpadovej vody, si obyvatelia vyspelých krajín môžu byť zvyčajne istí, že voda, ktorá im tečie z kohútika, je nezávadná na konzumáciu.

Odstrániť stopové množstvá kontaminantov, napríklad farmaceutické zvyšky, zostatky chemických prostriedkov určených pre domácnosť či kontrastných látok používaných pri röntgenovom snímaní, je však veľmi ťažké, hoci môžu predstavovať vážne zdravotné riziká pre ľudí aj zvieratá, a to aj vo veľmi nízkych koncentráciách.

V záujme riešenia tohto problému sa v súčasnosti do čoraz viacerých čistiarní zavádza dodatočná úroveň úpravy odpadových vôd, ktorej cieľom je odstrániť tieto stopové látky. Zahŕňa však aj použitie chemicko-oxidačných procesov, pri ktorých môže dochádzať k vzniku problematických vedľajších produktov.

Celosvetovo sa uprednostňovanou metódou stáva aktívne uhlie, ktoré má vysoko pórovitú štruktúru, teda disponuje zvnútra aj zvonka veľkým povrchom – napríklad štyri gramy aktívneho uhlia majú povrch o veľkosti futbalového ihriska.

Aktívne uhlie je v závislosti od stavu nabitia schopné adsorbovať ďalšie látky. Zjednodušene povedané funguje ako špongia, ktorá vsakuje tekutinu.

Čistiarne v súčasnosti využívajú na úpravu odpadových vôd rôzne účinné procesy, no stále neexistuje ideálna a jednotne uznávaná metóda na odstraňovanie stopových množstiev znečisťujúcich látok. Zmeniť sa to snažia vedci z Fraunhoferovho technologického inštitútu UMSICHT.

V rámci projektu ZeroTrace vyvíjajú Nemci integrovaný prístup, v ktorom figuruje ich vlastná zlúčenina aktívneho uhlíka a novo vyvinutý proces rekuperácie elektrickej energie. Výsledný postup by mal efektívny, udržateľný a aplikovateľný vo veľkom meradle.

Prvoradá je udržateľnosť

Aktívne uhlie vo všeobecnosti ponúka efektívny spôsob odstraňovania stopových látok z odpadových vôd, v praxi však má často nevýhodu.

Ilka Gehrke z Fraunhoferovho technologického inštitútu UMSICHT vysvetľuje: „V súčasnosti sa vo väčšine procesov používa aktívne uhlie vo forme prášku. Keď sa častice materiálom nasýtia, likvidujú sa spaľovaním, čo predstavuje problém z hľadiska udržateľnosti, najmä preto, že aktívne uhlie sa často vyrába z neobnoviteľného zdroja energie, konkrétne z obyčajného čierneho uhlia.“

Nemeckí vedci sa preto spojili s niekoľkými priemyselnými partnermi a začali pracovať na projekte ZeroTrace, ktorého cieľom je optimalizovať použitie aktívneho uhlia na odstraňovanie stopových množstiev kontaminantov z odpadových vôd.

Výskumný tím vyvíja integrovaný prístup, ktorý zahŕňa aj výskum v rámci inovačného manažmentu a ochrany zdrojov. Vedci mali preto od samého začiatku možnosť zohľadňovať rôzne faktory, ktoré podporujú alebo naopak brzdia zavádzanie inovácií v tejto oblasti.

Ilka Gehrke a jej tím skúmajú použitie granulovaného aktívneho uhlia vyrobeného z obnoviteľných materiálov, akými sú drevo alebo kokosové škrupiny. Na rozdiel od aktívneho uhlia v práškovej forme sa granule dajú opätovne aktivovať spracovaním pri vysokej teplote.

Tento proces odstráni adsorbované látky, čím sa uhlík reaktivuje na opätovné použitie. V súčasnosti sa však použité uhlie musí kvôli reaktivácii často prepravovať na veľké vzdialenosti. Navyše, keď sa uhlie vo fluidizovanom lôžku zmieša, dochádza k odieraniu, čo vedie k podstatnému úbytku materiálu.

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.