Муніципальні стічні води Новий адсорбент для виведення мікроелементів; Переробка в ЄС
Забруднення від стічних вод наркотиками, біоцидами та промисловими хімічними речовинами продовжує зростати. Дослідники компанії Fraunhofer розробляють новий адсорбент для усунення мікроелементів у комунальних стічних водах - на основі відновлюваної сировини та з додатковими перевагами перед раніше використовуваним активованим вугіллям.
На очисних спорудах не всі речовини розщеплюються. Наприклад, залишки ліків, біоцидів та промислових хімічних речовин легко потрапляють у навколишнє середовище. Це правда, що очисні споруди часто мають адсорбцію активованого вугілля нижче за течією, але і тут ці мікроелементи можуть утримуватися лише частково. Крім того, активоване вугілля є викопною сировиною, яка в першу чергу може пов'язувати неполярні або злегка полярні речовини. Полярні та іонізовані речовини, навпаки, зазвичай залишаються у воді. Тут з’являється проект BioSorb.
Компанія Fraunhofer Umsicht спільно з Fraunhofer ITWM розробляє нові адсорбенти для виведення мікроелементів з міських стічних вод. Адсорбенти повинні базуватися на відновлюваній сировині та діяти значно ефективніше та селективніше, ніж звичайне активоване вугілля. Зокрема, матеріали на основі білка є перспективними біосорбентами, оскільки їх багато і нескінченно по всьому світу, або часто навіть як відходи.
Крок за кроком до чистої води
У Fraunhofer Umsicht спочатку проводиться скринінг різних матеріалів, що містять білок. Природно відновлювана сировина ретельно вивчається та перевіряється на придатність під час початкових адсорбційних випробувань у невеликому масштабі. Початкові випробування показують, що проста хімічна обробка - наприклад, поєднання кислотної та термічної обробки - часто може значно покращити адсорбційну здатність. Потім, у масштабній серії випробувань, перспективні матеріали перевіряються на їх ефективність як адсорбентів проти перфторбутансульфонової кислоти (PFBS). PFBS є представником групи 850 різних речовин перфторованих поверхнево-активних речовин. Вони поширені майже скрізь, важко розкладаються і часто шкодять здоров’ю. Вони використовуються, наприклад, як просочувальні речовини для паперу, одягу та багатьох інших матеріалів, в протипожежних пінах та миючих засобах, а також як антистатичні засоби у виробництві стружки. Вони потрапляють до очисних споруд через підземні та поверхневі води, де вони не руйнуються.
Паралельно серії експериментів розробляється чисельна модель адсорбції. Fraunhofer ITWM використовує інструменти моделювання, які він розробив сам. Цей підхід у поєднанні з великою комп'ютерною потужністю та досвідом симуляційних досліджень дає можливість віртуально оцінити адсорбенти та, зокрема, ефекти хімічної обробки за допомогою багатомасштабного моделювання. На основі лабораторних експериментів та результатів моделювання дослідники потім оптимізують біосорбенти. На наступному етапі вони будуть випробовуватися у воді, яка надходить з очисних споруд у Вупперталі-Бухенхофені.