dr hab. inż. Jakub Matusik i dr hab. inż. Tomasz Bajda, prof. AGHAdiunkt i Prodziekan Wydziału Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska AGH
Rynek oczyszczania wody powiększa się, co jest efektem światowego niedoboru wody, rozwoju gospodarczego oraz zaostrzania norm środowiskowych. Powstawanie znacznych ilości ścieków jest z kolei związane z realizacją licznych procesów technologicznych w zakładach przemysłowych. Tymczasem anionowe formy pierwiastków mogą stanowić zagrożenie dla środowiska, a w konsekwencji dla organizmów żywych. Przykładowo, chromiany i arseniany są nie tylko wysoce mobilne w środowisku, ale także znane ze swoich właściwości toksycznych. Te pierwsze, są ponadto rakotwórcze. Z kolei nadmiarowe ilości fosforanów, siarczanów i azotanów negatywnie wpływają na jakość wód, prowadząc m.in. do eutrofizacji zbiorników wodnych. Proces chemicznego oczyszczania wód z jonów szkodliwych pierwiastków ma zatem istotne znaczenie środowiskowe. Techniki remediacji bazują m.in. na zjawisku adsorpcji i wymiany jonowej, wytrącaniu trudno rozpuszczalnych faz oraz stosowaniu membran filtracyjnych. Szczególnie pożądane są techniki adsorpcyjne z uwagi na możliwość częściowej lub całkowitej regeneracji sorbentów, co pozwala na ich ponowne użycie.
Sterowanie właściwościami sorpcyjnymi kluczem do sukcesu
Problemem oczyszczania wód za pomocą nowych metod sorpcyjnych zajął się nasz zespół pracujący w Katedrze Mineralogii, Petrografii i Geochemii na Wydziale Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie. Testowana technologia zostanie wdrożona dzięki programowi TANGO Narodowego Centrum Nauki i Narodowego Centrum Badań i Rozwoju. W ramach projektu zostały wypracowane sposoby na modyfikację chemiczną minerałów kaolinitowych z polskich złóż pozwalające na świadome sterowanie ich właściwościami sorpcyjnymi. W zależności od charakteru chemicznego usuwanego sorbatu, w szczególności jego ładunku (kation lub anion) opracowano techniki modyfikacji, które zwiększają powinowactwo minerałów kaolinitowych w stosunku do konkretnych jonów w zależności od potrzeb. Szczególnie istotna i pożądana jest możliwość immobilizacji anionów, gdyż w świecie sorbentów mineralnych zdolność do sorpcji anionów jest dużo rzadziej obserwowana niż sorpcji kationów. Wprowadzenie technologii na rynek wpłynęłoby nie tylko na poprawę jakości wód, ale także przyczyniłoby się do obniżenia kosztów ponoszonych przez zakłady przemysłowe na rzecz oczyszczania ścieków przemysłowych.
Technologia nie dla każdego
Projektowi przyświecają trzy cele. Po pierwsze, chodzi o przygotowanie koncepcji gospodarczego wykorzystania metody usuwania anionowych form zanieczyszczeń przy wykorzystaniu naturalnych i modyfikowanych minerałów kaolinitowych. Po drugie, zależy nam na oszacowaniu zapotrzebowania na rozwiązanie oraz identyfikacji partnerów zainteresowanych wdrożeniem wyników badań. Po trzecie, chcemy sprawdzić technologię pod kątem możliwości jej zastosowania w miejscach występowania skażeń.
Proponowana przez nas technologia wykorzystania kaolinitowych sorbentów mineralnych nie jest uniwersalna i dlatego może być dedykowana tylko określonym odbiorcom. Mogą to być firmy z sektorów: przemysłu wydobywczego, chemicznego, papierniczego, metalowego oraz rafinerie ropy naftowej. Całość projektu odpowie na pytania jaka jest wydajność proponowanej technologii, jakie są jej ograniczenia, jaka jest jej przewaga w stosunku do metod konkurencyjnych, jakie są jej koszty oraz co najważniejsze, jakie są szanse na wdrożenie jej w praktyce i komercyjne rozpowszechnianie w kraju i zagranicą.
dr hab. inż. Jakub Matusik i dr hab. inż. Tomasz Bajda, prof. AGH
