În ultimii ani, termenul de microplastic a fost unul cu care publicul s-a familiarizat și care a fost menționat din ce în ce mai frecvent. Chiar dacă amploarea problemei poate fi dificil de înțeles, studiile au arătat că microplasticele reprezintă un pericol pentru omenire și mediu. Stațiile de epurare de ultimă generație echipate cu tehnologii de filtrare inovative sunt capabile să elimine microplastice din apele uzate, reducând astfel drastic emisia în mediul înconjurător. Proiectul de cercetare „Îndepărtarea microplasticelor din ciclul apei (OEMP)” realizat de Ministerul Federal German al Educației și Cercetării a analizat filtrul INVENT iFILT®-Diamond timp de doi ani într-un program de studiu al eficienței reținerii microplasticelor, iar rezultatele au fost impresionante.
Pe baza definiției actuale, particulele microplastice au dimensiuni mai mici de 5 mm. Acestea sunt împărțite în două grupe: microplastice primare, ca o componentă găsită în numeroase produse, cum ar fi produsele cosmetice sau de curățare, și microplastice secundare, produse prin procese de degradarea fizică, biologică și chimică a unor piese mari din plastic, de ex. ambalaje de plastic granulate. Microplasticele pot fi eliberate în mediu fie direct, fie indirect. Ele pot fi eliberate în apă (prin deversarea apelor uzate) și pe uscat (prin intermediul vântului, ploii). La fel ca resturile de hârtie, fibrele și particulele din îmbrăcăminte și produse cosmetice, microplasticele se găsesc în suspensie în toate tipurile de apă uzată – în instalațiile sanitare, în rețelele de canalizare și în stațiile de epurare a apelor uzate. Cunoștințele actuale referitoare la cantitățile eliberate în mediu și potențialul de eliminare sunt încă insuficiente. Tocmai pentru a răspunde acestor întrebări, Ministerul Federal German al Educației și Cercetării a inițiat un proiect de cercetare denumit „Eliminarea microplasticelor din ciclul apei (OEMP)”.
Ca parte a acestui program de cercetare, filtrul INVENT iFILT®-Diamond a fost testat în ceea ce privește eficiența de îndepărtare a microplasticelor din efluentul stațiilor de epurare a apelor uzate și din amestecul apă-nămol. Inovativul Diamond Filter se bazează pe un concept revoluționar de mecanică generală a fluidelor. Ideea de bază este de a combina un design optimizat de mecanică a fluidelor cu o abordare inovativă a procesului de filtrare cu flux transversal. Acest lucru permite obținerea unei performanțe hidraulice ridicate în ciuda cerințelor minime de spațiu, dar cu o eficiență optimă de separare. Mișcarea continuă de rotație a roților de filtrare, efectul filtrării dinamic-tangențiale pe care îl inițiază acestea și valorile limită de separare a ochiurilor rețelei de plasă de înaltă performanță din oțel inoxidabil asigură o eficiență de separare ridicată garantată.
Pe parcursul derulării proiectului de cercetare, GKD-Gebr. Kufferath a dezvoltat un nou tip de plasă țesută de înaltă performanță, din oțel inoxidabil, care a fost apoi testată folosind filtrul INVENT iFILT®-Diamond. Plasa are dimensiuni ale deschiderilor extrem de mici, de 6 și 8 µm. Aceste dimensiuni ale porilor garantează că nici o particulă cu dimensiuni mai mari decât lățimea deschiderilor nu poate pătrunde prin rețeaua de plasă a filtrului. Mediile filtrante utilizate în principal până acum au prezentat o valoare limită de separare în intervalul de 15 µm. Geometria în formă de fantă a ochiurilor plasei asigură o reținere excelentă a particulelor. Deschiderile din plasă sunt mai mari decât pe suprafața ochiurilor, asigurând o bună regenerabilitate.
Analizele au fost efectuate la stația de epurare Berlin-Ruhleben, Germania, care are o capacitate de 1,6 milioane de echivalent locuitori. Debitul mediu zilnic al apei uzate a fost de 247.500 m3, și a atins până la 600.000 m3 pe timp ploios. Metoda de tratare biologică a inclus un proces de nămol activ cu denitrificare și eliminare biologică a fosforului. Pentru a crea valori de comparație valide, Diamond Filter a fost mai întâi echipat cu o plasă standard de 20 µm. Această etapă de tratare a redus încărcarea de substanțe filtrabile (AFS) de la 5 mg/l în influent la sub 3 mg/l în efluent.
După instalarea noului tip de plasă cu o limită de separare de 6 µm, concentrația în efluent a fost redusă în continuare de la 3 la 2 mg/l. Pe lângă creșterea performanței de separare, datorită noului model de rețea și a conceptului revoluționar Diamond Filter, s-a obținut o creștere a capacității de tratare. Atunci când se utilizează plasă de 6 µm, cu o singură roată de filtrare, pot fi atinse rate de transfer de 110 m³/h. Raportat la suprafața de filtrare instalată, aceasta echivalează cu o capacitate hidraulică specifică de 22 m³/(m²xh), care reprezintă o valoare maximă absolută în câmp de filtrare gravitațională.
Măsurătorile efectuate au arătat că s-au înregistrat reduceri considerabile ale cantităților totale de plastic chiar și în decurs de o zi. Nu a fost posibil să se determine un sistem predictiv de valori. În timp ce în efluentul stației de epurare a apelor uzate au fost găsite urme de plastic, acestea au avut valori dificil de măsurat în efluentul Diamond Filter. Testele au confirmat că mase semnificative de plastic, chiar și din intervalul inferior de µm, au fost eliminate din apa tratată.
Pentru testele de tratare a apei mixte, Diamond Filter a fost instalat în bazinul de deversare a apei mixte. Concentrațiile de substanțe filtrabile sunt semnificativ mai mari aici în comparație cu concentrațiile din efluentul stației de epurare. Chiar și pentru apa mixtă, filtrul iFILT®-Diamond cu plasă de 6 µm a reușit să obțină o eficiență de separare a substanțelor filtrabile de peste 99%.
Aceste rezultate sunt extrem de promițătoare! S-a demonstrat că există variante economice de reducere a poluării mediului prin eliminarea microplasticelor din apă. Efectele nefaste ale acestora asupra oamenilor și mediului se pot reduce prin extinderea stațiilor de epurare a apelor uzate existente prin prevederea unei etape de tratare terțiară, asigurându-se astfel îndepărtarea aproape completă a microplasticelor.