V odpadních vodách zůstávají i po běžném čištění stopová množství léčiv, pesticidů, hormonů a dalších látek. Projekt #CURE proto vyvíjí novou technologii, která využívá viditelné světlo a fotokatalytické materiály na bázi bismutu k jejich rozkladu.
Cílem je vytvořit energeticky úsporné řešení vhodné nejen pro laboratorní podmínky, ale také pro budoucí využití v reálném provozu čistíren odpadních vod.
Do odpadních vod se každodenně dostávají zbytky léčiv, pesticidů, hormonů a dalších chemických látek. Některé z nich se vyskytují jen ve velmi nízkých koncentracích, běžné čistírenské procesy je však nemusí zcela odstranit.
Tyto látky, označované také jako mikropolutanty nebo kontaminanty vzbuzující obavy (CECs – Contaminants of Emerging Concern), mohou následně vstupovat do vodních toků a dlouhodobě působit na vodní organismy i kvalitu vodního prostředí.
Projekt #CURE hledá způsob, jak tyto látky z odpadních vod účinněji odstranit, a to ještě předtím, než vyčištěná voda opustí čistírnu.
Vyvíjená technologie využívá fotokatalytické nanočástice na bázi bismutu, které lze aktivovat viditelným světlem. Působením světla vznikají na jejich povrchu vysoce reaktivní formy kyslíku. Ty následně pomáhají rozkládat přítomné mikropolutanty na jednodušší a neškodné látky.
Jednou z hlavních výzkumných výzev je nejen dosažení dostatečné účinnosti procesu, ale také dlouhodobá stabilita aktivního materiálu a jeho bezpečné udržení uvnitř technologické jednotky.
Proto projekt propojuje dvě oblasti výzkumu:
Takové uspořádání umožní zachovat účinnost fotokatalytického procesu a současně usnadnit udržení aktivních (nano)částic v systému.
Do odpadních vod se každodenně dostávají zbytky léčiv, pesticidů, hormonů a dalších chemických látek. Běžné čistírenské procesy je však nemusí zcela odstranit.
Fotokatalytické nanočástice na bázi bismutu jsou upevněné na porézních polymerních nosičích. Takové uspořádání umožní zachovat účinnost procesu a usnadní udržení aktivních částic v systému.
Nanočástice lze aktivovat viditelným světlem. Působením světla vznikají na jejich povrchu vysoce reaktivní formy kyslíku.
Reaktivní formy kyslíku pomáhají rozkládat přítomné mikropolutanty na jednodušší a neškodné látky.
Zjednodušené schéma principu.
Technologie je nejprve vyvíjena a testována v laboratorních podmínkách. V další fázi projektu vznikne větší technologická jednotka, která bude ověřována v reálných podmínkách komunální čistírny odpadních vod. Cílem tedy není pouze ověřit samotný princip, ale také zjistit, zda lze navržené řešení přiblížit podmínkám běžného čistírenského provozu.
Výsledky projektu mohou přispět k vývoji technologie, která v budoucnu pomůže snižovat množství nežádoucích mikropolutantů ve vodách vypouštěných z komunálních čistíren.
Projekt se zaměřuje na látky, které běžné čistírenské procesy nemusí vždy dostatečně odstranit. Fotokatalýza představuje jeden z možných přístupů k jejich cílenému odstraňování při pokročilém čištění odpadních vod.
Technologie využívá fotokatalýzu aktivovanou viditelným světlem. Projekt ověřuje její možnosti jako energeticky úsporného přístupu ke zvýšení kvality vyčištěné vody.
Projekt propojuje zkušenosti TUL v oblasti technologií čištění vod a environmentálních aplikací nanomateriálů s odborností IPF Dresden v oblasti polymerních materiálů a jejich funkcionalizace.
Zaujal vás projekt #CURE? Navažme kontakt! Naši zástupci obou institucí jsou vám k dispozici.
S naším výzkumem jsme vyrazili mezi lidi! 😊 Na 67. Mezinárodním strojírenském veletrhu v Brně jsme na společném stánku Technické univerzity v Liberci a CXI TUL představili projekt #CURE a ukázali návštěvníkům, jak může světlo pomáhat při odstraňování mikropolutantů z vody.
Projekt CURE jsme představili také na Noci vědy na CXI TUL. Na stanovišti Voda spojuje jsme výzkum čištění vody a principy fotokatalýzy představili široké veřejnosti – od nejmenších návštěvníků až po seniory.
Tým projektu #CURE identifikoval nanočástice, které díky světlu odstranily z odpadních vod více než polovinu sledovaných nežádoucích látek.
Projekt je realizován ve spolupráci:
