Nadat u uw toilet heeft doorgespoeld, de was heeft laten leeglopen of uw was heeft gedaan, stroomt het afvalwater door het rioolstelsel naar een afvalwaterzuiveringsinstallatie. Hierdoor ontstaat er een vast restafval, rioolslib genaamd, dat zware metalen, chemicaliën en ziekteverwekkers kan bevatten. De grote hoeveelheid rioolslib die wereldwijd wordt geproduceerd, veroorzaakt milieuproblemen vanwege de hoge niveaus van verontreinigende stoffen. Onderzoekers van de Universiteit van Cordoba in Spanje hebben echter een duurzame en vereenvoudigde methode ontwikkeld om rioolslib om te zetten in hoogwaardige actieve kool die in een breed scala aan industriële en residentiële sectoren kan worden gebruikt.

De afgelopen jaren heeft pyrolyse (thermische ontleding van materialen bij hoge temperatuur in een inerte atmosfeer) belangstelling gewekt als methode om zuiveringsslib om te zetten in waardevolle actieve kool. Omdat er nog grote kennislacunes bestaan ​​over de vraag of dit proces haalbaar is, zijn de onderzoekers hier begonnen.

Met behulp van ruw zuiveringsslib dat is behandeld via een biologisch proces (waarbij micro-organismen worden gebruikt om afvalwater te zuiveren), hebben de onderzoekers het slib eerst in een oven gedroogd om het hoge vochtgehalte te verwijderen. Het gedroogde product wordt vervolgens in een molen tot poeder vermalen en gemengd met een activator.

Activatoren activeren of versnellen thermochemische reacties en zijn essentieel voor het verkrijgen van actieve kool uit zuiveringsslib. De onderzoekers kozen voor kaliumhydroxide (KOH) omdat het goedkoop en niet-vervuilend is, en probeerden lagere verhoudingen te gebruiken om het proces duurzamer te maken en het verbruik van hulpbronnen, de milieuvervuiling en de uiteindelijke productiekosten te verminderen. Na activering wordt het slibpoeder onder anaerobe omstandigheden gepyrolyseerd en gecarboniseerd en vervolgens behandeld met zoutzuur om bepaalde mineralen te zuiveren en te elimineren.

De onderzoekers bestudeerden verschillende mengverhoudingen van slib tot KOH, pyrolysetijd en temperatuurdoelen om te bepalen wat de beste manier is om actieve kool met een hoog oppervlak uit slib te produceren. De onderzoekers ontdekten dat een vermindering van de hoeveelheid KOH met minstens 50%, een verhouding van slib tot KOH van 3:1 en een maximale temperatuur van 800 °C (1472 °F) optimaal waren, wat 0,63 kg (1,3 lb) actieve kool per kilogram (2,2 lb) zuiveringsslib opleverde. Hierdoor is actieve kool ook poreuzer en heeft het een hoger koolstofgehalte (62%). Omdat actieve kool wordt gebruikt voor lucht- en waterzuivering, geurbestrijding en terugwinning van edele metalen, is de poreuze aard ervan belangrijk omdat het zijn vermogen vergroot om chemicaliën in gassen en vloeistoffen te adsorberen.

María Ángeles Martín, corresponderend auteur van het onderzoek, zei: "Vanuit praktisch oogpunt is het belangrijk om met een oplossing te komen die op industriële schaal kan worden geïmplementeerd. Dit is een van de eenvoudigste procedures in de literatuur, waarbij gebruik wordt gemaakt van technologie die al op industriële schaal op de markt bestaat."

De onderzoekers berekenden energie, massa en economie en schatten dat de kosten voor de productie van actieve kool uit nat slib € 17,53 ($18,91) per kilogram zouden bedragen. Ze zeiden dat de reden voor de hoge kosten is dat het watergehalte van het slib maar liefst 92% bedraagt. Als centrifugaalscheiding wordt gebruikt om de luchtvochtigheid in het afvalwaterzuiveringsproces tot 80% te verlagen, schatten ze dat de kosten per kilogram actieve kool met meer dan 50% zullen worden verlaagd tot 8 euro ($8,63).

Nu het vereenvoudigde proces is getest om de kwaliteit van actieve kool uit rioolslib te verifiëren, zijn de onderzoekers van plan toepassingen voor dit materiaal te ontwikkelen.

Het onderzoek is gepubliceerd in het Journal of Environmental Management.