Koniec z marnotrawstwem w produkcji korków do butelek
W południowo-zachodniej Europie wytwarza się rocznie 162 000 ton korka, czyli większość światowej produkcji. Głównym produktem są korki do butelek, przy czym Hiszpania i Portugalia produkują 90% wszystkich korków do wina używanych na świecie. Chociaż korek jest produktem naturalnym, procesy mycia, wybielania i dezynfekcji związane z jego produkcją powodują wytwarzanie nawet 195 000 metrów sześciennych zanieczyszczonych ścieków rocznie. Dzięki wsparciu z programu działań „Maria Skłodowska-Curie”(odnośnik otworzy się w nowym oknie) w ramach projektu E-CORK(odnośnik otworzy się w nowym oknie) zbadano wiele procesów obróbki elektrochemicznej w celu zrewolucjonizowania przemysłu korkowego i przystosowania go do wymagań gospodarki o obiegu zamkniętym.
Badanie ścieków w laboratorium
Badaczka realizująca projekt Ana Rey Barroso podjęła współpracę z Uniwersytetem Coimbra(odnośnik otworzy się w nowym oknie) i dostawcą przemysłowym Cork Supply(odnośnik otworzy się w nowym oknie). Było to kolejne wspólne przedsięwzięcie zlokalizowanych w bliskiej odległości od siebie portugalskich uczestników projektu. Firma zaprosiła badaczy do swoich obiektów, aby wyjaśnić im procedurę oczyszczania ścieków, a następnie przekazała próbki ścieków z mycia korka na potrzeby eksperymentów. W oparciu o charakterystykę ścieków z mycia korka za najbardziej obiecujące procesy oczyszczania uznano elektrokoagulację i peroksydację elektrochemiczną. Procesy elektrochemiczne przeanalizowano i zoptymalizowano w skali laboratoryjnej. Różne ścieki z mycia korka poddano procesom hodowli półciągłej i zbadano główne warunki panujące podczas pracy, w tym pH, dodatek elektrolitu, gęstość prądu i różne anody galwaniczne z Fe lub Al. Rey opisuje osiągnięcia projektu E-CORK w następujący sposób: „Dzięki zastosowaniu nadtlenku wodoru, stanowiącego produkt uboczny ścieków z wybielania korka, można usuwać zanieczyszczenia ze ścieków, które można następnie bezpiecznie odprowadzać do sieci sanitarnej”. Główny problem techniczny napotkany podczas realizacji projektu dotyczył faktu, że osad powstający podczas oczyszczania nie miał dobrej zdolności do sedymentacji, co utrudniało otrzymywanie klarownych ścieków. Naukowcy rozwiązali go przy pomocy flokulantów, substancji chemicznych, które powodują agregację cząstek zawieszonych w cieczy.
Elektrokoagulacja i peroksydacja elektrochemiczna
Elektrokoagulacja jest ważnym procesem chemicznym stosowanym w oczyszczaniu ścieków. Rey wyjaśnia: „W procesie elektrokoagulacji zanieczyszczenia organiczne i zawieszone w wodzie ciała stałe są usuwane poprzez tworzenie kłaczków, które zatrzymują te związki”. Elektrokoagulacja sprawdziła się jako skuteczny proces oczyszczania ścieków zawierających umiarkowane chemiczne zapotrzebowanie tlenu (ChZT). ChZT to miara określająca ilość tlenu potrzebną do rozłożenia związków organicznych w zanieczyszczonej wodzie. Eksperymenty wykazały, że peroksydacja elektrochemiczna jest ekonomicznym i skutecznym procesem w przypadku ścieków o wysokim ChZT. Rey dodaje: „Dzięki zastosowaniu nadtlenku wodoru w procesie peroksydacji elektrochemicznej żelazo uwalniane przez anodę w reaktorze elektrochemicznym działa jako katalizator dla nadtlenku wodoru, prowadząc do reakcji Fentona(odnośnik otworzy się w nowym oknie), które pobudzają utlenianie materii organicznej i sprzyjają szybszej eliminacji zanieczyszczeń”. Jednym z wyzwań dotyczących peroksydacji elektrochemicznej jest konieczność przeprowadzenia czyszczenia natychmiast po wybielaniu korka, aby wykorzystać jak najwięcej nadtlenku wodoru. Dzięki ciągłej współpracy między dbającymi o środowisko firmami, takimi jak Cork Supply, a uniwersyteckimi zespołami badawczymi, takimi jak Uniwersytet w Coimbra, przemysł produkcji korka z pewnością sprosta temu wyzwaniu i jest na dobrej drodze do optymalnego funkcjonowania w gospodarce o obiegu zamkniętym.
