Pokročilé sorbenty pro separaci mikroplastů z vod

0569993 - ÚCHP 2023 RIV CZ cze L - Prototyp, funkční vzorek
Mašín, P. - Dytrych, Pavel - Spáčilová, Markéta - Šolcová, Olga - Wimmerová, L.
Pokročilé sorbenty pro separaci mikroplastů z vod.
[Advanced sorbents for the separation of microplastics from water.]
Interní kód: separace mikroplastů ; 2020
Technické parametry: Funkční vzorek reprezentuje separátor pro záchyt mikroplastů a příp. mikropolutantů z vod, který je tvořen na bázi modifikovaných bentonitů a zeolitů. Modifikace bentonitu byla založena na hydrodynamické separaci prachových částic udržujících se ve vznosu. Je prováděna opakovaným cyklem praní a dekantace bentonitu. Vlastnosti hydraulicky modifikovaného bentonitu a klinoptiolitu pro efektivní záchyt širokého spektra mikročástic různých druhů plastů o velikostním intervalu 30 – 500 μm jsou uvedeny v tabulce níže. Sorbent SBET (m2/g) Smeso (m2/g) Vtot (mm3liq/g) Vmicro (mm3liq/g) EXTRA 107 76 157 17 Klinoptilolit 33 21 114 6
Ekonomické parametry: Přínosem funkčního vzorku vyvinutého sorbentu je efektivní záchyt mikroplastů z vod. Přímé ekonomické parametry nelze vyjádřit vzhledem k absenci konkurenčních komerčních zařízení pro odstraňování mikroplastů z vod.
Grant CEP: GA MPO(CZ) FV40126
Institucionální podpora: RVO:67985858
Klíčová slova: bentonite * polyethylene * microplastics * polystyrene * adsorption * waste water
Obor OECD: Chemical process engineering

Předložený funkční vzorek dokumentuje pokročilý separátor na bázi bentonitu a zeolitu pro efektivní odstraňování mikroplastů případně mikropolutantů z vod (odpadní a šedé vody). Modifikace bentonitu (typ Extra z lomu Braňany) byla založena na hydrodynamické separaci prachových částic udržujících se ve vznosu, čímž vznikl velikostně stejnorodý materiál. Surový bentonit byl diskontinuálně promýván deseti násobným hmotnostním množstvím vody s dobou sedimentace (20 až 60 s) potřebnou na odsazení velkých částic. Prachové částice udržující se ve vznosu byly odděleny dekantací. Tento hydrodynamický proces byl opakován v počtu (6 až 10 cyklů), přičemž použitá voda byla recyklována pomocí filtrace. Na základě obrazové analýzy modifikovaného bentonitu byl získán střední geometrický průměr částic kolem 150 μm. Modifikovaný bentonit byl použit jako sorpční materiál spolu se zeolitem klinoptiolitem v koloně pro záchyt mikroplastů z modelových roztoků a posléze reálných vod. Byly zkoumány tyto druhy mikročástic plastů (polyethylen, polykarbonát, polyamid). Účinnost odstranění mikroplastů z vody v sorbentu byla srovnána pomocí analýz skenovacího elektronového mikroskopu (SEM) Tescan Indusem v kombinaci se sondou vybavenou rentgenovou spektroskopií s rozptylem energie (EDX, detektor XFlash 5010 a Quantax 200). Účinnost odstranění uvedených druhů mikročástic plastů dosahovala 96 – 99 %.

The presented document functional sample an advanced separator based on bentonite and zeolite for efficient removal of microplastics or micropollutants from water (waste and gray water). The modification of bentonite (type Extra from the Braňany quarry) was based on the hydrodynamic separation of dust particles kept in suspension, thus creating a homogeneous material. The crude bentonite was discontinuously washed with ten times the weight of water with a sedimentation time (20 to 60 s) required to displace the large particles. The buoyant dust particles were separated by decantation. This hydrodynamic process was repeated in numbers (6 to 10 cycles), and the used water was recycled by filtration. Based on the image analysis of the modified bentonite, a mean geometric particle diameter of about 150 μm was obtained. The modified bentonite was used as a sorption material together with clinoptiolite zeolite in a column for capturing microplastics from model solutions and subsequently real waters. These types of plastic microparticles (polyethylene, polycarbonate, polyamide) were investigated. The efficiency of removing microplasts from water in the sorbent was compared by scanning electron microscope (SEM) analyzes with a Tescan Indus in combination with a probe equipped with energy scattering X-ray spectroscopy (EDX, XFlash 5010 detector and Quantax 200). The removal efficiency of the mentioned types of plastic microparticles reached 96-99%.
Trvalý link: https://hdl.handle.net/11104/0341325