Inovatívne prúdové zariadenie dokáže v krátkom čase kompletne rozložiť odolné chemické zlúčeniny v priemyselných odpadoch
Pracovníci Vedecko‑vzdelávacieho centra Južnouralskej štátnej univerzity vyvinuli pokročilý prúdový elektrochemický reaktor. Toto zariadenie slúži na rýchle čistenie vody od mimoriadne odolného textilného farbiva. Na úspešnom projekte spolupracovali ruskí experti so svojimi zahraničnými kolegami, o čom podrobne informuje oficiálny web tejto akademickej inštitúcie. Nový prístroj pomáha rozkladať nebezpečné molekuly, ktoré sa v prírodnom prostredí dlho udržiavajú. Tieto toxické látky následne vážne škodia vodným organizmom a ničia riečne ekosystémy. Vedci preto navrhli čistiť kontaminované prúdy pomocou cielenej aplikácie elektrického prúdu priamo počas prietoku kvapaliny.
Kontaminovaná zmes prechádza cez vnútro zariadenia, kde sa na povrchu špeciálnej elektródy okamžite vytvárajú aktívne častice. Tieto mikroskopické prvky bleskovo rozkladajú stabilné molekuly priemyselného farbiva. Mladý vedec Vladislav Fadejev vysvetlil hlavné prednosti tohto riešenia. „Hlavným rozdielom nášho riešenia je prúdový formát. Voda nie je len v laboratórnej nádobe, ale prúdi cez reaktor. To systém približuje k reálnym podmienkam čistenia priemyselných odpadových vôd,“ uviedol výskumník. V dôsledku toho môžu továrne tento mechanizmus nasadiť priamo do svojich prevádzkových liniek. Na riadenie týchto procesov slúži moderná digitálna infraštruktúra, ktorá monitoruje kvalitu vytekaúcej tekutiny.
Prvok golmium predlžuje životnosť čistiaceho prístroja
Na plynulý chod reaktora inžinieri použili inovatívnu viacvrstvovú elektródu. Jednu z jej pracovných vrstiev navyše dodatočne modifikovali gólmiom, čo je vzácny prvok zo skupiny chemických zemín. Táto úprava výrazne pomohla zvýšiť celkovú účinnosť celého procesu. Zároveň úspešne zachovala vysokú chemickú aktivitu kovu aj pri opakovanom používaní. Počas prísnych laboratórnych testov roztok priemyselného farbiva Reactive Black 5 úplne stratil svoju farbu za 90 minút. Výskumníci prístroj vystavili pätnástim opakovaným cyklom, no účinnosť systému sa prakticky nezmenila.
Tento technický vývoj sa stane základom pre kompaktné domáce stanice, ktoré budú odstraňovať z vody odolné organické znečisťujúce látky. Spomínané farbivo Reactive Black 5 sa dnes masívne používa pri priemyselnom farbení moderných textílií. Veľmi dobre sa viaže na látkové vlákna, čo je pre odevnú produkciu výhodné. Avšak po vstupe do odpadových vôd sa tá istá vlastnosť mení na environmentálny problém. Tekutina rýchlo zafarbí rieky, obmedzuje prienik slnečného svetla pod hladinu a poškodzuje ryby.
Skúšky v reálnych podmienkach textilných tovární
Doteraz existujúce staré metódy čistenia ako filtre, ozonizácia alebo membránové technológie vykazujú viaceré vážne obmedzenia. Vyžadujú totiž drahý spotrebný materiál, zložitú údržbu, vysoké energetické náklady a následnú likvidáciu nebezpečných zachytených znečistenín. Naopak, nová elektrochemická metóda funguje bezodpadovo. Podobné ekologické projekty dopĺňa aj moderná výroba bio‑uhlia, ktorá pomáha spracovávať organický odpad. Ďalšou fázou vedeckej práce budú ostré skúšky na reálnych odpadových vodách z textilných tovární. Tieto testy umožnia finálnu optimalizáciu konštrukcie pred spustením sériovej výroby.
