Pitná voda z prasečí kejdy? Vyčistit se dá už ledacos, tržní potenciál technologií roste

Podle Světové zdravotnické organizace (WTO) mají přibližně dvě miliardy lidí na světě omezený přístup k bezpečné pitné vodě. Odhadem 785 milionům obyvatel naší planety stále chybí i základní pitná voda, přičemž mnohem více spotřebovávají tu, která je kontaminovaná nebo nebezpečná. S problematikou čištění infikované vody proto pomáhá řada technologických firem. Za zajímavými projekty stojí nejen zahraniční, ale i české nápady. Teplická společnost WaterTech dovede například vyfiltrovat pitnou vodu i z prasečích výkalů nebo z olejnatých roztoků. Pokrokové metody mají i v Brně.

S nárůstem populace a globální klimatickou změnou se zvyšuje potřeba inovativních technologií a systémů na úpravu vody. Zároveň stoupá jejich tržní potenciál. Problémy s vodou přitahují pozornost řady firem a technologických start‑upů. Například japonská společnost WOTA Corp. vyvinula WOTA Box, který dokáže regenerovat více než 98 procent odpadní vody. Malé mobilní zařízení se šesti filtry a autonomním řídicím systémem s umělou inteligencí se osvědčilo při přírodních katastrofách, například v lednu loňského roku ho firma nasadila v oblastech postižených zemětřesením na poloostrově Noto.

Britský start‑upu UnifAI Technology zase kontroluje kvalitu pitné vody na vodních tocích pomocí senzorů a umělé inteligence. Senzory měří faktory jako pH, teplotu, obsah kyslíku a amoniaku. Umělá inteligence (AI) vyhodnocuje údaje ze senzorů a upozorňuje na vysoké hodnoty nebezpečných bakterií. Analyzování probíhá v reálném čase, odpadá tak nutnost odběru vzorků a následných několikadenních rozborů ve vzdálených laboratořích.

Voda se dá dostat z oleje i prasečí kejdy

I v Česku se nachází řada projektů, které mají za cíl zachránit vodu. Teplická společnost WaterTech Innovations v současné době pracuje například na odsolovacím zařízení v kontejneru pro nemocnici na Papui Nové Guineji. „Odsolovačky na bázi membránových spirálních modulů jsou běžná věc všude na světě, ale vzhledem k regionu, pro který je určena tato, jsme museli aplikovat nestandardní způsob dezinfekce vyčištěné vody,“ říká výkonný ředitel společnosti Michael Carvan.

Standardně se pro dezinfekci používá chlor, kvůli problémům se zásobováním chemických přípravků v oblasti musela firma zvolit metodu ozonizace. „Ozon se vyrábí ze vzduchu přímo na místě a není potřeba ho skladovat,“ vysvětluje Carvan.

Pitnou vodu umí v Teplicích vyrobit ale i z prasečí kejdy. Již před několika lety vyvinuli zařízení, které dovede digestát vznikající buď jako organický odpad od vepřů, nebo během zplyňování biomasy v bioplynových stanicích vyčistit. Za projekt získali cenu Česká inovace a několik dalších nejenom u nás, ale i v zahraničí. „Na tuto myšlenku mě přivedl kdysi jeden Španěl, který si našel moje číslo a zavolal mi, zda bychom uměli prasečí kejdu vyčistit. Do telefonu jsem mu řekl, že asi ano, ale že bych potřeboval nějaký vzorek. Za tři měsíce se bez jakékoli další komunikace objevil před firmou s 80 litry. Vzorek jsme pokusně zkusili vyfiltrovat na jednom zařízení, které jsme připravovali pro jiný účel, a po odebrání, respektive vyhodnocení výsledků v laboratoři, jsme zjistili, že výsledný produkt odpovídá parametrům pro pitnou vodu,“ vypráví Carvan.

„Tím začal náš tříletý projekt, kdy jsme zařízení testovali, vyvíjeli a nakonec měli stroj, který byl schopen zpracovat denně 100 tisíc litrů digestátu. Příjemným bonusem pak bylo, že separát, který vznikal během čištění, jsme dosušili, zpeletovali a mohli ho spálit v kotli,“ dodává.

Na stole má také projekt pro jednoho z největších výrobců instantních polévek v Evropě. Jedná se o zařízení, které odstraňuje slunečnicový a palmový olej z vody, do níž se dostává během výrobního procesu a není možné ho zachytit standardními způsoby. Zařízení na bázi pokročilého procesu oxidace a ultrafiltrace by se mělo během dvou měsíců instalovat u zákazníka. „Návratnost investice je v tomto případě šest měsíců a pohybujeme se v řádech jednotek milionů korun,“ říká výkonný ředitel WaterTech Innovations.

Čistá voda do bezpečnostních krytů

Dalším zajímavým odvětvím, kterému se firma věnuje, je nechemická dezinfekce vody pro chladicí věže. Je využitelná od malých průmyslových podniků až po ty největší, jako jsou Temelín či Dukovany, kde je obrovské riziko výskytu bakterie rodu Legionella v ovzduší.

„Dnes se běžně dávkuje chemie, ale vzhledem k obrovským průtokům vody v těchto zařízeních se na nás obracejí provozovatelé, abychom jim dodali technologii, která používání chemie minimalizuje a zároveň zajistí odstranění bakterií,“ vysvětluje Carvan, podle kterého se dá vyčistit téměř vše a je jen otázka, do jakých koncentrací a v jakých objemech. „Za mě je největším světovým oříškem vyřešit odsolování vody v současných objemech, ovšem při minimální spotřebě elektrické energie,“ říká.

Zařízení teplické firmy se dá najít ve třiceti státech světa, od Ghany přes Thajsko až po Dominikánskou republiku. Dodávala například zařízení pro hotelový komplex na Zanzibaru, kde se musela vypořádat se slanou i brakickou vodou. Poradit si ale umí i s tou odpadní ze samoobslužných myček.

K čištění vody firma využívá několik rozdílných technologií od nanomembrán přes ultrafiltraci až po oxidační procesy na bázi ozonu nebo AOP (Advanced Oxidation Process – pokročilý proces oxidace). Její nejmenší vyráběné zařízení umí pročistit 100 litrů vody s příkonem pět wattů. Největší vyrobené zařízení má hodinový výkon přes 800 tisíc litrů.

Z vody nejčastěji odstraňuje viry a bakterie, těžké kovy – železo, mangan nebo arsen; ale také chloridy, dusitany, sírany. Výjimkou nejsou ani požadavky na čištění fenolových vod nebo odstraňování farmak, jako jsou antibiotika nebo hormonální látky.

Zařízení dodává do úpraven vod pro čištění šedých vod z průmyslových procesů nebo i domácností. Pročištěná voda se následně využívá ke splachování, zavlažování, případně v průmyslových technologiích.

Systémy firma vyvíjela i do univerzálního nízkoenergetického zařízení pro filtraci vody, které se využívá v soukromých bezpečnostních krytech. Ty si někteří lidé pořizují pro svou ochranu v případě ozbrojeného konfliktu nebo živelní pohromy. „Není to výsada pouze movitých lidí, ale i celkem obyčejných spoluobčanů ze střední třídy,“ říká Carvan.

Velmi časté jsou podle něj i žádosti o dodávku zařízení na odstraňování farmak z vody pro běžné rodinné domy. „S tím, jak se o tématu začalo mluvit, těchto zakázek stále přibývá,“ doplňuje.

Dočišťování pomocí plazmatu

Zajímavé výsledky v oblasti dekontaminace za sebou mají i výzkumníci z Brna. Ti umí vyčistit vodu od mikroorganismů a zbytků chemikálií za pomoci plazmatu. V tisících litrech vody za hodinu dokážou zničit chemické i biologické škodliviny.

Projekt CaviPlasma je inovativní pokročilá oxidační technologie založená na synergii hydrodynamické kavitace a nízkoteplotního plazmového výboje. Principem technologie je zapálení nízkoteplotního plazmového výboje v plynném prostředí vodních par, které vzniká při hydrodynamické kavitaci (kavitace = odpaření vody při velmi nízkém tlaku vyvolaném vysokou rychlostí pohybující se kapaliny). Právě plynné prostředí s velmi nízkým tlakem vytváří optimální podmínky pro plazmový výboj.

Budoucnost vody a vodárenství

Stáhněte si přílohu v PDF

Ze znečištěné vody dovede odstraňovat zbytky léčiv, hormonální antikoncepce, pesticidů, ale také sinice a bakterie. „Navíc dokáže vyrábět takzvanou plazmatem aktivovanou vodu, což je běžná kohoutková voda obohacená o peroxo‑sloučeniny, především peroxid vodíku. Díky tomu má dezinfekční vlastnosti využitelné v různých oblastech zemědělství, od ochrany rostlin až po prevenci a léčbu chorob ryb,“ říká Pavel Rudolf, vedoucí vývoje z Energetického ústavu Fakulty strojního inženýrství Vysokého učení technického v Brně.

Čistit vodu plazmatem se už mnoho let snaží vědci po celém světě. Zatím se jim to daří jen v malých objemech. Zařízení z Česka dokáže upravit až 15 tisíc litrů za hodinu. Je nejen velice účinné, ale zároveň také levné.

Plazmatem upravená voda dobře působí proti růstu sinic a řas, odolá i lidským a zvířecím patogenům. Má proto velký potenciál pro uplatnění v řadě oborů.

Technologie, která vznikla ve spolupráci s odborníky z Přírodovědecké fakulty MUNI a Botanického ústavu AV ČR, úspěšně získala patentovou ochranu v Evropě, Kanadě a Izraeli. „V současné době, v rámci několika výzkumných projektů, probíhá další vývoj a testování zaměřené na reálné nasazení v posledním stupni čištění vody od mikropolutantů, především zbytků léčiv. Další úsilí je směřováno k využití CaviPlasmy v rybářství a zemědělství,“ doplňuje Rudolf.

Článek byl publikován ve speciální příloze HN Budoucnost vody a vodárenství.