Nano/bio-modifikované filtry a membrány

Vedoucí konsorcia:

Technická univerzita v Liberci

Členové konsorcia:

Univerzita Palackého v Olomouci, Mikrobiologický ústav AV ČR, v.v.i.

Zodpovědná osoba za řešení balíčku:

Ing. Tomáš Lederer, Ph.D.

Popis balíčku:

Aplikace membránových technologií čištění vod naráží na jeden zásadní problém, a tím je především biologické a mikrobiální zanášení membránového povrchu, které způsobuje pokles permeability, tedy pokles hydraulického výkonu systému. Po určitém provozním čase je nutné membránu ze systému vyjmout a podrobit ji fyzikálnímu a chemickému čištění. To znamená diskontinuitu provozu a navíc aplikaci chemických činidel, především sloučenin chloru a organických i anorganických kyselin, které mohou představovat jisté ekologické riziko. Nanočástice stříbra vykazují zcela mimořádnou aktivitu vůči široké škále bakterií, kvasinek i hub s velmi nízkými hodnotami minimálních inhibičních koncentrací. Aktivita nanočástic stříbra tak často přesahuje účinnost například komerčních antifungálních látek. Vhodné ukotvení nanočástic stříbra může vést k samočistícímu efektu membrán a filtrů a tudíž k zásadnímu zefektivnění těchto technologií. Naproti tomu, přirozené biofilmy jsou perspektivní technologií čištění odpadních vod se specifickým typem znečištění.

Role UPOL je zejména ve vývoji technologie imobilizace nanočástic kovového stříbra, v materiálové charakterizaci připravených materiálů pro následné laboratorní a poloprovozní zkoušky. TUL je zodpovědná za testování připravených filtračních materiálů v laboratoři z hlediska mechanických a hydrodynamických vlastností, filtračních charakteristik a testů biocidních vlastností. TUL také vyvíjí nano- a mikrovlákenné nosiče biomasy, filtrační materiály s imobilizovanými enzymy pro čištění mikropolutantů a filtrační membrány pro membránové bioreaktory, a laboratorně ověřuje jejich účinnost. Úloha MBU spočívá ve screeningu možných enzymatických aktivit a jejich stanovení, stejně jako ve výběru vhodných mikrobiálních kmenů pro přirozenou imobilizaci. MBU se také podílí na mikrobiologickém testování “nanostříbrem“ modifikovaných materiálů. MEGA je zodpovědná za schéma pilotních aplikací a jejich vyhodnocení (společně s jednotlivými aplikátory) a generuje požadavky na ovlivnění vlastností finálního produktu. Ostatní komerční partneři konsorcia poskytují lokality pro testování vyvinutých technologií na vodách s různými typy znečištění a podílejí se na implementaci technologií na trh.

Hlavním cílem tohoto pracovního balíčku je výzkum, vývoj a poloprovozní modifikace separačních technologií pomocí vhodně volených nanomateriálů, a/nebo vhodně volených nosičů biomasy pro účely ekologicky šetrného čištění vod s následnou komercializací.

Výstupy:

  • Vývoj, optimalizace a ověření technologií kovalentní imobilizace nanočástic stříbra na vláknech filtrů a membrán pro účely antimikrobiální úpravy vod.
  • Vývoj, optimalizace a ověření technologie použití mikro a nanovláken jako nosičů (zejména biomasy a enzymů) v technologiích čištění odpadních vod.