Nieuwe Duitse technologie maakt gebruik van schuimkeramiek en UV-leds om industriële verontreinigende stoffen af te breken voordat ze in het water terechtkomen.
Waterzuivering met licht: een nieuwe generatie compacte en efficiënte waterbehandelingssystemen
De behandeling van industrieel afvalwater blijft een van de grootste milieu-uitdagingen van dit moment. Hoewel er moderne zuiveringsinstallaties bestaan, blijven hardnekkige verontreinigende stoffen aan controle ontsnappen. Pesticiden, microplastics, PFAS, kleurstoffen en geneesmiddelen komen terecht in rivieren, watervoerende lagen en uiteindelijk in onze kranen. Deze stoffen, waarvan vele zijn geclassificeerd als hormoonontregelaars of potentieel kankerverwekkend, hopen zich op in ecosystemen zonder gemakkelijk af te breken.
De huidige oplossingen, zoals biologische behandeling of geavanceerde filtratie, slagen er niet altijd in om ze volledig te verwijderen. Bovendien kan de toepassing ervan duur en traag zijn of secundair afval genereren. Dit noopt tot een heroverweging van de aanpak, vooral in sectoren met een hoge vervuilingsgraad, zoals de farmaceutische, chemische, textiel- of voedselverwerkende industrie.
Keramische technologie met licht: een innovatief antwoord
Het Fraunhofer IKTS-instituut in Dresden heeft een belangrijke stap gezet in de richting van een efficiënte en duurzame oplossing. Ze hebben multifunctionele schuimkeramiek ontwikkeld die fungeert als platform voor fotokatalytische oxidatieprocessen, waarmee verontreinigende stoffen op moleculair niveau kunnen worden vernietigd.
De sleutel ligt in het combineren van materialen met geavanceerde katalytische eigenschappen en een zeer reactieve poreuze structuur, die wordt blootgesteld aan ultraviolet (UV) licht. Dit systeem genereert vrije radicalen – met name hydroxylen – die complexe chemische bindingen verbreken, zonder dat er giftige stoffen hoeven te worden toegevoegd of extra afval wordt geproduceerd.
Het resultaat: een schoon, stil en aanpasbaar proces dat problematische moleculen verwijdert zonder vervuilende bijproducten te genereren.
Wat maakt deze technologie uniek?
- Energie-efficiëntie: Door gebruik te maken van energiezuinige UV-leds en de geometrie van de reactor te optimaliseren, maximaliseert het systeem de interactie tussen licht, verontreinigende stof en katalysator.
- Groot reactief oppervlak: Keramisch schuim biedt een porositeit tot 90 %, wat het bruikbare reactieoppervlak exponentieel vergroot in vergelijking met andere traditionele dragers.
- Stabiliteit en duurzaamheid: De katalysatoren worden stevig bevestigd in de keramische structuur, waardoor ze niet in het behandelde water terechtkomen.
- Modulariteit: Elk systeem kan worden aangepast aan verschillende debieten, soorten verontreinigingen en industriële omstandigheden, zonder dat de bestaande infrastructuur volledig opnieuw moet worden ontworpen.
Praktische toepassingen en proefprojecten
Momenteel testen verschillende sectoren deze technologie rechtstreeks in hun installaties. Dit geldt met name voor bedrijven in de farmaceutische, halfgeleider- en textielsector, waar de productie van zeer stabiele verontreinigingen een voortdurend probleem is.
In een van de belangrijkste proefprojecten is een papierfabriek in Duitsland erin geslaagd de concentratie van niet-biologisch afbreekbare organische verbindingen vóór lozing met meer dan 85 % te verminderen. Andere proeven in de zuivelindustrie hebben positieve resultaten opgeleverd bij de verwijdering van hormonen en antibiotica.
Bovendien maakt dit type oplossing behandeling ter plaatse mogelijk, waardoor het transport van grote hoeveelheden verontreinigd water naar centrale zuiveringsinstallaties wordt vermeden, met als gevolg een besparing op energie, logistiek en uitstoot.
Implicaties buiten de industriële sector
Hoewel deze technologie is ontworpen met het oog op industriële processen, reikt het potentieel ervan veel verder. Het kan worden toegepast in plattelandsgebieden met beperkte toegang tot geavanceerde zuiveringssystemen, in noodsituaties als gevolg van klimaatverandering waarbij drinkwater schaars is, of zelfs als aanvulling op stedelijke zuiveringsinstallaties, waardoor aan strengere kwaliteitsnormen kan worden voldaan.
De Europese Commissie en verschillende milieuorganisaties zijn momenteel bezig met het herzien van de regelgeving inzake de aanwezigheid van sporenstoffen in afvalwater. Technologieën zoals deze zouden wel eens de sleutel kunnen worden tot het voldoen aan toekomstige wettelijke vereisten, zonder dat bedrijven daarvoor onbetaalbare kosten moeten maken.
Potentieel
Deze nieuwe generatie zuiveringssystemen is een krachtig instrument tegen waterverontreiniging en de grootschalige invoering ervan zou aanzienlijke voordelen kunnen opleveren:
- Directe vermindering van persistente verontreinigende stoffen in waterbronnen.
- Betere bescherming van de aquatische biodiversiteit, die zeer gevoelig is voor chemische sporen.
- Grotere waterveerkracht in door droogte getroffen regio’s, door het hergebruik van behandeld water te vergemakkelijken.
- Proactieve naleving van milieuregelgeving, waardoor industrieën beter gepositioneerd zijn ten opzichte van steeds strengere regelgevingskaders.
- Stimulering van technologische innovatie op het gebied van materialen, schone energie en gedecentraliseerde behandeling.
In een wereld waar schoon water steeds schaarser wordt, is investeren in compacte, schaalbare en duurzame oplossingen zoals deze geen optie, maar een dringende noodzaak. De combinatie van materiaalkunde, energie-efficiëntie en milieubewustzijn toont aan dat een andere manier van waterbehandeling – die beter is voor de planeet – niet alleen mogelijk is, maar al in aanbouw is.
