Комплексный подход на основе активированного угля удаляет следовые вещества из сточных вод

Исследователи из Института окружающей среды, безопасности и энергетических технологий Фраунгофера (UMSICHT) разрабатывают новый метод удаления трудноизвлекаемых следовых веществ, таких как остатки фармацевтических препаратов, бытовой химии и контрастных средств, из сточных вод. В рамках проекта ZeroTrace они предложили интегрированный подход, сочетающий специальный композитный активированный уголь с новым процессом электрической регенерации.

Несмотря на высокую эффективность современных очистных сооружений, удаление микрозагрязнителей остаётся сложной задачей. Часто используемый порошкообразный активированный уголь после насыщения утилизируют сжиганием, что неэкологично, так как его обычно производят из ископаемого угля. Немецкие учёные сосредоточились на гранулированном угле из возобновляемого сырья (древесины, кокосовой скорлупы) и разработали для него метод регенерации на месте, в самой очистной установке.

Ключевая инновация — процесс регенерации на основе эффекта электрической адсорбции с изменением поля (EFSA). Для его реализации команда создала композитный материал на основе порошкового древесного угля с добавлением графита, обладающий втрое более высокой электропроводностью при сохранении адсорбционной способности. Прототип реактора позволяет непрерывно регенерировать небольшие порции отработанного угля, нагревая его электрическим током до 650 °C для удаления загрязнителей. Абразия в таком реакторе минимальна, что позволяет пополнять запас угля лишь на 10% за цикл.

«Наши испытания показали, что наш процесс не только сохраняет ресурсы, но и экономичен и конкурентоспособен», — отмечает руководитель проекта Илка Герке. Тесты на очистных сооружениях Wuppertal-Buchenhofen подтвердили эффективность адсорбции, а работа прототипа реактора объёмом 40–50 литров — жизнеспособность регенерации. Сейчас обсуждаются проекты по масштабированию технологии.