Úprava vody sorpčními a membránovými procesy
Základy skupiny položil v roce 1953 prof. Ing. František Karas, DrSc., který před příchodem na VŠCHT působil jako chemik v elektrárně v Holešovicích a ředitel Výzkumného ústavu energetického. Jeho prvním asistentem byl Ing. Miroslav Očenášek, CSc., který po odchodu prof. Karase ve skupině působil až do roku 1993.
Skupina rozšířila svůj záběr v roce 1972 po příchodu Ing. Zdeňka Matějky, CSc., který předtím dlouhodobě působil ve výzkumu koncernového podniku ČKD Dukla, který měl v ČSSR na starosti vše, co se týkalo úpravy vody. Ing. Zdeněk Matějka, CSc. se v roce 1990 habilitoval a v roce 2000 byl jmenován profesorem. Na základě jejich výzkumů tak vznikla celá řada vědeckých publikací a patentů. Pod vedením profesora Matějky pak získala skupina i současné obrysy.
Hlavní oblasti výzkumu:
V oblasti výzkumu ionexových a sorpčních procesů se zabýváme jejich využitím pro účely odstranění kontaminantů ze zdrojů vod pro energetické, průmyslové a také pitné účely. Výzkumná činnost je zaměřena na selektivní odstraňování kontaminantů ze znečištěných vod pomocí standardních typů ionexů, případně polymerních, kompozitních nebo anorganických sorbentů. V současné době je výzkum zaměřen na separaci měďnatých iontů při dekontaminaci kyselých důlních vod. Další oblastí výzkumu je separace kationtů těžkých kovů z aniontových komplexů a použití anorganických sorbentů pro separaci cesia a stroncia.
V rámci posuzování stavu ionexu provádíme nejčastěji jeho vizuální posouzení pomocí makrofotografií a stanovením celkové kapacity, v případě anexu i bazicity. Pro reálné aplikace ionexů, které jsou nejčastěji provozovány v kolonovém dynamickém upořádání je důležité stanovení distribuce velikostí částic ionexových perliček, stanovení tlakových ztrát ve vrstvě ionexu a také stanovení mechanických stabilit ionexových perliček pomocí Chatillon testu. Kromě sledování těchto základních charakteristik ionexů se také zabýváme jejich termickou nebo chemickou stabilitou.
Součástí posouzení stavu ionexu a zjištění jeho stávajícího stavu můžeme predikovat stav ionexu v následujícím období. K této predikci využíváme simulované zátěžové testy, při kterých se zaměřujeme na sledování změn celkové kapacity, případně bazicity ionexu a distribuce velikostí částic ionexu.
V oblasti laboratorních příprav polymerních a kompozitních sorbentů byl náš výzkum doposud zaměřen na přípravu kompozitních sorbentů, jelikož použití anorganických sorbentů je při jejich aplikacích v kolonovém uspořádání problematické, z důvodu jejich nízké mechanické stability, nehomogenity nebo různé velikosti částic. V laboratorním měřítku byly úspěšně připraveny kompozitní sorbenty na bázi hydratovaného oxidu železitého a oxidu zirkoničitého. V oblasti přípravy polymerních ionexů byla úspěšně realizována příprava silně kyselých katexů.
Prvotní výzkum byl zaměřen na aplikace tlakových membránových procesů při odstraňování těžkých kovů a dalších kontaminantů z vodných roztoků pomocí reverzní osmózy a nanofiltrace. V rámci výzkumu elektromembránových procesů byla zkoumána provozuschopnost elektrodeionizačních modulů pro vstupní roztoky vody s horší kvalitou než RO permeát. V současné době probíhá výzkum v oblasti membránových procesů v rámci TAČR projektu: „Využití ultrafiltrace a nanofiltrací při zpracování kapalného radioaktivního odpadu“.
Studenti DSP
- Ing. Hana Vanka → Příprava a charakterizace polymerních sorbentů
- Ing. Zuzana Štěpánková → Odstraňování kationtů kovů z vodných roztoků speciálními sorbenty
- Ing. Anna Sears →Využití ultrafiltrace v jaderné energetice
- Ing. Quynh Trang Nguyenová → Elektromembránové procesy při zpracování kapalných odpadů z JE
- Ing. Viachaslau Radzeuski → Sledování degradace iontově výměnných membrán při elektrodialýze