Separace nanočástic elektrokoagulací

Kontaktní osoby

Photo: Ing. Jana Matysíková
Ing. Jana Matysíková
Tel.: 548 428 185
Mobil: 702 098 105
E-mail: matysikova@asio.cz

Elektroaglomerace a separace průmyslových nanočástic z procesů a odpadních vod z galvanického průmyslu

Projekt „Elektroaglomerace a separace průmyslových nanočástic z procesů a odpadních vod z galvanického průmyslu“ s pracovním názvem Nanofloc byl řešen s finanční podporou sedmého rámcového programu Evropské Unie pro podporu malých a středních firem v letech 2013 – 2015.

Cílem projektu bylo řešení problematiky separace nanočástic z odpadních vod, které pochází z procesů povrchových nátěrů a úpravy. Nově vyvíjená technologie je založena na elektrokoagulaci a následné flotaci nanočástic.

Nanočástice jsou charakterizovány alespoň jedním rozměrem < 100 nm. V posledních letech se jejich použití rozšiřuje do mnoha průmyslových oblastí. Předkládaný projekt se zaměřoval na odpadní vody z odvětví využívajících nátěrové hmoty s obsahem nanočástic. Tyto vody obsahují nanočástice ve vysokých koncentracích. Předpokládá se, že do roku 2015 bude 86 % automobilových nátěrů založeno na nanotechnologii, která dodává výrobkům žádané vlastnosti (odolnost proti korozi, poškrábání, aj). Nanočástice získávají na oblibě díky řadě výhod. S použitím jsou však spojena potenciální zdravotní rizika a nepříznivé environmentální vlivy, které z důvodu nedostatku dlouhodobého pozorování doposud nebyly dostatečně popsány. Aplikaci nanočástic často doprovází produkce odpadních vod. Zabránit šíření těchto látek do přírodního vodního prostředí je úkolem, který vyžaduje rychlé řešení.

Koordinátorem projektu byla švédská firma Westmatic, které projekt pomáhali řešit tři další malé a střední firmy – ASIO, spol. s r.o., francouzské BAMO Mesures SAS a německý Melotec Kunststoffverarbeitungs GmbH. Vědeckovýzkumné instituce zastupoval německý Fraunhofer IGB a norský Technologisk Institutt. Koncového uživatele představovala norská společnost Kongsberg Automotive AS.

Suspenze tvořené nanočásticemi jsou ve vodě stabilní a nesedimentují (převládají velké mezimolekulární síly).  Aby mohlo dojít k aglomeraci částic, je nutné suspenzi destabilizovat. V oblasti čištění odpadních vod z průmyslové aplikace nátěrů v současnosti není separace nanočástic řešena. Nejlepší dostupnou technologii v této oblasti představuje membránová separace (reversní osmóza nebo nanofiltrace), se kterou jsou však spojeny vysoké provozní náklady a zanášení membrán. Mezi další možné postupy patří koagulace a sedimentace, flotace, magnetická separace (pouze pro magnetické částice) nebo aplikace nulamocného železa. Všechny z uvedených přístupů mají své klady a zápory, žádná z možností však nepředstavuje univerzálně použitelné a efektivní řešení.

Výstupem projektu je elektroflokulační reaktor vybavený inertními a obětovanými elektrodami. Inertní elektrody byly vyrobeny z nerezové oceli, která neuvolňuje do roztoku ionty a slouží k vytvoření elektrického pole k destabilizaci nanočástic. Obětované elektrody (železné, hliníkové) do roztoku uvolňují ionty kovu, které posléze vytvoří vločky hydroxidu s velkou adsorpční schopností a zajistí stabilizaci suspenze. Za elektro-koagulačním reaktorem následuje separační jednotka založená na sedimentaci nanočástic. Zařízení bylo odzkoušeno v laboratorních podmínkách na modelové vodě s obsahem nanočástic TiO2. Dosažená účinnost odstranění představovala > 99 %.

 

Kontakty

ASIO TECH, spol. s r.o.
Kšírova 552/45
619 00 Brno
ID datové schránky: 9nwzka6

ASIO NEW, spol. s r.o.
Kšírova 552/45
619 00 Brno
ID datové schránky: z9g8vaw

tel.: 548 428 111
e-mail: asio@asio.cz