Endüstriyel prosesler ve atık sular, çevre koruma açısından kritik bir meydan okuma oluşturmaya devam ediyor. Modern altyapıya rağmen kalıcı kirleticiler (pestisitler, ilaç kalıntıları, endüstriyel kimyasallar, mikroplastikler, boyalar ve PFAS) su döngüsüne sızıyor. Alman Çevre Ajansı’na göre, 2023 itibarıyla yalnızca içme suyunda 40 aktif farmasötik bileşen tespit edildi; yeraltı ve yüzey sularındaki oranlar daha yüksek. Klasik arıtma süreçleri teknik, çevresel ve finansal sınırlamalar nedeniyle tüm eser maddeleri uzaklaştırmakta yetersiz kalabiliyor.
KÖPÜK SERAMİK ÇÖZÜMÜ
Fraunhofer Seramik Teknolojileri ve Sistemleri Enstitüsü (IKTS) ekibi, fotokatalitik oksidasyona dayalı, çok işlevli kaplamalarla donatılmış kompakt köpük seramik sistemleri geliştiriyor. Araştırma ekibi, fonksiyonelleştirilmiş yüzeylerin UV ışığı altında arıtılan suda organik kirleticileri parçalayan yüksek reaktif radikaller oluşturduğunu, yöntemin istenmeyen yan ürün üretmediğini ve ozon gibi ek oksitleyiciler gerektirmediğini vurguluyor. Çözüm, öncelikle endüstriyel proses ve atık sularının arıtımına odaklanıyor.
UV IŞIK RADİKALLERİ
İşlemin verimliliği; kirletici, katalizör ve ışık arasındaki temasa bağlı. Yüksek açık gözeneklilik (yüzde 90’a kadar) ve ağ benzeri yapısıyla köpük seramik, geniş bir iç yüzey ve iyi ışık geçirgenliği sunuyor; böylece farklı katalizörler ve adsorbanlar için ideal bir taşıyıcı haline geliyor. Ekip, ince kaplama katmanlarıyla dahi yüksek katalitik dönüşüm elde edilebildiğini; katalizörlerin köpük üzerinde stabilize edilerek atık su akışıyla uzaklaşmasının önlendiğini belirtiyor.
REAKTÖR TASARIM ENTEGRASYONU
IKTS araştırmacıları ve disiplinlerarası proje grupları, arıtma ünitelerini uçtan uca geliştiriyor: optimize edilmiş geometri ve katalizör kaplamaya sahip çok işlevli köpük seramiklerin seçimi ve tasarımından, enerji tasarruflu UV LED’ler gibi uygun ışık kaynaklarının belirlenmesine kadar tüm süreç kapsanıyor. Reaktör tasarımı, uygulamaya özel gereksinimlere göre uyarlanıyor; mevcut tesislere entegrasyon, ölçeklendirme ve saha pilotları planlanabiliyor.
SANAYİDE HEDEF UYGULAMA
Müşteri profili, kirleticileri atık su arıtma tesislerine deşarj etmeden önce kaynağında parçalamayı amaçlayan ilaç, yarı iletken, kağıt, süt ürünleri ve tekstil sektörlerinden şirketleri içeriyor. Bu sayede kirleticilerin su ortamına karışmasının önüne geçilmesi hedefleniyor. İlk pilot uygulamalar, fotokatalitik seramik köpük sistemlerinin kirleticileri başarıyla parçaladığını ortaya koydu.
PİLOT UYGULAMA SONUÇLARI
Verimliliği artırmak için ekip; yenilikçi katalizör mimarileri ve adsorpsiyon malzemeleri kombinasyonları üzerinde çalışıyor. Amaç, modern endüstriyel su döngülerinin temel bir bileşeni haline gelebilecek, sürdürülebilir, enerji verimli ve kompakt arıtma çözümleri sunmak. Uzun vadede, teknolojinin yaygınlaştırılmasıyla çevre koruma ve yüksek kaliteli su kaynaklarının güvence altına alınmasına anlamlı bir katkı sağlanması hedefleniyor.
