Biouhel z rostlinných zbytků může zlepšit čištění odpadních vod

Studie pod vedením Univerzity čínské medicíny v Henanu, zveřejněná v časopise RSC Advances, ukázala, že biouhel vyrobený z odpadních zbytků čínských bylin pomocí technologie parního výbuchu může účinně odstraňovat antibiotikum norfloxacin z vody.

Využití biouhlu získaného z rostlinných zbytků kořene Kozince blanitého (Astragali Radix) aktivovaného parním výbuchem přineslo velmi dobré výsledky v absorbci antibiotika norfloxacin, který se často vyskytuje v odpadních vodách jako mikroznečišťující látka. Biouhel má bohatou strukturu s mnoha drobnými a středními póry a výraznou specifickou povrchovou plochu 512 m²/g, což umožňuje efektivní zadržení a odstranění různých kontaminantů, uvádí vědecký tým.

Vysoká účinnost adsorpce a optimalizace procesu

Kinetické studie prokázaly, že proces absorbce norfloxacinu probíhá rychle a chemicky podle modelu druhého řádu (PSO), přičemž maximální kapacita biohoulu dosahuje 345,7 mg norfloxacinu na gram adsorbentu při teplotě 298 K (přibližně 25 °C). Adsorpce je řízena hlavně vyplňováním pórů biouhlu, doplněna o vodíkové vazby a elektrostatické interakce mezi molekulami norfloxacinu a povrchem biouhlu. Tento proces je spontánní a exotermní, což znamená, že se při něm uvolňuje teplo. Optimalizace pomocí matematického modelování (tzv. modelování plošné odezvy) stanovila ideální podmínky pro adsorpci — například pH okolí 7,83 — kdy byla kapacita adsorpce maximální, a to 324 mg/g.

Ekonomické přínosy a udržitelnost

Biouhel si zachoval vysokou stabilitu a možnost opakovaného použití i po pěti regeneracích bez výrazné ztráty účinnosti, čímž se zvyšuje jeho praktická využitelnost v průmyslových a environmentálních aplikacích. Rozložení nákladů na výrobu biouhlu činí v přepočtu přibližně 1,6 euro za kilogram, což umožňuje ekonomickou návratnost investice. Tento přístup navíc odpovídá principům cirkulární ekonomiky tím, že využívá zemědělské nebo průmyslové zbytky (zde kořen Kozince blanitého) k výrobě hodnotného a ekologicky šetrného materiálu pro čištění odpadních vod.

Kořen Kozince blanitého je zároveň známý svými biologicky aktivními látkami, které mají antioxidační, imunostimulační a protizánětlivé účinky. Tyto vlastnosti zvyšují přitažlivost tohoto rostlinného materiálu jako zdroje pro výrobu biouhlu, který tak může přispět nejen k čištění vod, ale i k širším environmentálním a zdravotním aplikacím.*

-wal-