Brněnští vědci přišli s novou technologií čištění vody pomocí plazmatu. Odstraní bakterie i chemikálie

Dočišťování vody pomocí hydrodynamické kavitace zkoumá Pavel Rudolf s kolegy už 15 let. Snížením tlaku lze dosáhnout toho, že se ve vodě začnou objevovat bublinky páry – podobně jako při varu. Když se bublinky mění zpět na kapalinu, jde o tak dramatický kolaps, že vyzářená tlaková vlna roztrhá některé mikroorganismy. Navíc se dočasně mění chemické složení kapaliny a vzniká peroxid vodíku, který funguje jako dezinfekce.

„Problém je, že kavitace sama o sobě není příliš efektivní. Používá se pouze laboratorně, na objemy v řádech mililitrů nebo jednotek litrů. Kapalina navíc musí projít kavitačním cyklem třeba i stokrát. To je samozřejmě v průmyslové praxi nepoužitelné,“ vysvětlil Rudolf.

Unikátní spojení dvou fyzikálních jevů

Vědci ze strojní fakulty se proto spojili s týmem Pavla Sťahela z Masarykovy univerzity a kavitaci doplnili o výboj nízkoteplotního plazmatu. „Samotné jevy každý zvlášť unikátní nejsou, ale co je světově unikátní, je jejich spojení,“ řekl vedoucí výzkumu z Fakulty strojního inženýrství VUT Pavel Rudolf.

Výsledek je překvapivě efektivní, technologii CaviPlasma lze navíc uplatnit i na velké objemy vody. „Po otestování kavitační plazmové trysky v průtocích kolem tisíce litrů za hodinu včetně efektivity úpravy následovaly testy pro desetkrát větší průtoky kapalin a zařízení fungovalo stále dobře,“ uvedl Sťahel.

Sinice to doslova roztrhá

S ověřením účinnosti pomohli odborníci z Botanického ústavu Akademie věd ČR. „Nejnovější výsledky ukazují, že projde-li pitná voda zařízením s kavitací a plazmou, nerostou v ní mikroorganismy ani po šesti měsících,“ řekl vedoucí Botanického ústavu Akademie věd ČR Blahoslav Maršálek.

Zařízení dokáže z vody odstranit třeba estrogeny z antikoncepce, ale i mikroorganismy jako jsou bakterie nebo sinice. „Sinice se drží u hladiny díky tomu, že mají plynové měchýřky. Když projdu takovýmto zařízením, tak to je v podstatě roztrhá, a ony klesnou ke dnu – aniž bychom používali jakoukoli chemikálii,“ vysvětlil Maršálek.

Přístroj by mohl najít uplatnění například v čistírnách odpadních vod nebo v prádelnách nemocnic, kde se dá kontaminace vody předpokládat. Využít ho ale můžou třeba i wellness centra nebo bazény.

Vyčistí hodně vody za málo peněz

Zatím mají vědci sestrojená tři zařízení různých velikostí a tedy s různým výkonem. „S nejmenším zařízením se pohybujeme na úrovni tisíc litrů, na středním zařízení kolem patnácti tisíc litrů a to největší zařízení umí desítky, možná stovky tisíc litrů za hodinu, což je vlastně průmyslový rozměr,“ spočítal Sťahel.

Kromě velkého objemu vyčištěné vody je výhodou vynálezu i jeho cena, výrobní náklady by se měly pohybovat u středně velkých zařízení maximálně v řádech deseti tisíc korun. A levný má být i samotný provoz. Brněnští vědci mají už vynález chráněný českým patentem a teď pro něj hledají investora.