Skip to main content

A next generation nano media tailored to capture and recycle hazardous micropollutants in contaminated industrial wastewater.

Article Category

Article available in the folowing languages:

Środek czyszczący nowej generacji usuwa mikrozanieczyszczenia z wody

Europejscy naukowcy opracowali opłacalne, proste w użyciu rozwiązanie problemu niezrównoważonego zużycia wody bazujące na precyzyjnym wychwytywaniu mikrozanieczyszczeń ze ścieków przemysłowych.

Zmiana klimatu i środowisko
Żywność i zasoby naturalne

Mikrozanieczyszczenia to substancje chemiczne wytworzone przez człowieka, które występują w środowisku w stężeniach na poziomie śladowym (tj. do μg/l). Do kategorii tej należą tysiące substancji chemicznych, na które składają się chemikalia czysto syntetyczne, takie jak związki perfluoroalkilowe (PFAS) lub związki farmaceutyczne takie jak antybiotyki czy estrogeny. PFAS powstają podczas produkcji powłok i pianek przeciwpożarowych, a obecnie ich występowanie w środowisku jest powszechne, zwłaszcza w źródłach wody. Wykazano, że stanowią one poważne zagrożenie dla zdrowia narażonych grup ludności i są powiązane z chorobami tarczycy, zaburzeniami reprodukcji, nowotworami i stłumioną odpowiedzią immunologiczną. W ramach finansowanego przez UE projektu CGM opracowano konfigurowalne, selektywne rozwiązanie na bazie nanocelulozy o nazwie CustoMem Granular Media (CGM), które usuwa te mikrozanieczyszczenia. „Ośrodki te powstały w drodze bioinżynierii, a ich zadaniem jest wychwytywanie i usuwanie PFAS i innych mikrozanieczyszczeń, w tym frakcji, której obecnie nie można wyeliminować”, stwierdza Henrik Hagemann, koordynator projektu i dyrektor generalny Puraffinity, Ltd. (dawniej CustoMem).

Skuteczniejsza alternatywa

Konwencjonalne metody oczyszczania wody nie pozwalają aktualnie skutecznie usuwać szerokich klas PFAS. Istniejące metody pozwalają na usunięcie 99,96 % zanieczyszczeń, ale nie 0,04 % z nich, które stanowią mikrozanieczyszczenia. Wynika to z ich wyjątkowych właściwości chemicznych i stabilności w wodzie – a to oznacza konieczność opracowania nowych metod oczyszczania. Absorbenty do wychwytywania PFAS, które można aktualnie nabyć w przystępnej cenie, nie są wystarczająco selektywne. Ponadto, „dostępne na rynku zaawansowane procesy utleniania potrafiące poradzić sobie z tymi substancjami nie są dobrym rozwiązaniem, ponieważ zwiększają koszty eliminowania wysoce opornych związków, a ich stosowanie generuje inne toksyczne chemikalia”, wyjaśnia Hagemann. Zespół badawczy postanowił temu zaradzić poprzez opracowanie praktycznego, niedrogiego i energooszczędnego rozwiązania wykorzystującego materiały biologiczne. „Opracowaliśmy ośrodki ziarniste (CGM) tak, aby w sposób specyficzny wiązały docelowe niebezpieczne mikrozanieczyszczenia w wodzie, takie jak pestycydy, farmaceutyki i specjalistyczne chemikalia”, komentuje Hagemann.

Bardziej przyjazne środowisku

CGM jest również lepszy od innych rozwiązań, takich jak zaawansowane procesy utleniania, żywice adsorpcyjne, obróbka ultrafioletowa i nanorurki węglowe, pod względem kilku kluczowych parametrów. Na przykład, wychwytuje ponad 90 % mikrozanieczyszczeń w ciągu około 10 sekund, redukując stężenie do poziomu rzędu kilku części na bilion. „Działa jak przemysłowy filtr do wody typu Brita, który można zamontować w istniejących instalacjach zbiorników stalowych i który wymaga mniejszej powierzchni zabudowy niż konwencjonalna infrastruktura wykorzystująca granulowany węgiel aktywny”, twierdzi Hagemann. Nanometryczne ośrodki są projektowane i produkowane w zrównoważonym biologicznym procesie produkcyjnym, który wytwarza znacznie mniejsze ilości niebezpiecznych substancji chemicznych i cechuje się zmniejszonym zużyciem energii. Procesy produkcji i przetwarzania CGM są niskoenergetyczne, wspierają gospodarkę o obiegu zamkniętym i redukują emisję gazów cieplarnianych o ponad 50 %. „Naszym celem jest potwierdzenie działania koncepcji CGM w zakresie usuwania PFAS w instalacji klienta, a jednocześnie zwiększenie produkcji granulatu”, dodaje Hagemann. Z CGM mogą skorzystać różne podmioty, w tym przedsiębiorstwa wodociągowe i komunalne, przemysłowe zakłady produkcyjne, lotniska, bazy wojskowe, jak i zwykli obywatele. „Klienci skorzystają z prostego, niewymagającego konserwacji, taniego i energooszczędnego rozwiązania, które usuwa mikrozanieczyszczenia i pozwala otrzymać czystą wodę”, dodaje na koniec Hagemann.

Słowa kluczowe

CGM, mikrozanieczyszczenia, PFAS, oczyszczanie wody, związki perfluoroalkilowe, nanoceluloza, gospodarka o obiegu zamkniętym

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania