Oczyszczanie wody technologicznej stanowi jedno z kluczowych zagadnień współczesnego przemysłu chemicznego, energetycznego oraz petrochemicznego. Od jakości wody zależy trwałość instalacji, efektywność procesów technologicznych, bezpieczeństwo produktów końcowych oraz koszty eksploatacji urządzeń. Zbyt wysoka zawartość zanieczyszczeń mineralnych, organicznych lub gazowych prowadzi do korozji, tworzenia osadów, zanieczyszczenia katalizatorów i zakłóceń w pracy aparatury procesowej. Dlatego zakłady przemysłowe inwestują w coraz bardziej zaawansowane systemy kondycjonowania i uzdatniania wody, w których ważną rolę odgrywają metody chemiczne – zarówno w przygotowaniu wody zasilającej, jak i w oczyszczaniu ścieków technologicznych przed ich zawróceniem do obiegu lub odprowadzeniem do środowiska.

Charakterystyka wody technologicznej i rodzaje zanieczyszczeń

Woda technologiczna to woda wykorzystywana bezpośrednio w procesach przemysłowych – jako rozpuszczalnik, czynnik grzewczy lub chłodzący, reagent, medium transportowe bądź składnik produktów. W odróżnieniu od wody pitnej nie musi spełniać wymagań sanitarnych przeznaczonych dla konsumentów, lecz musi odpowiadać ściśle zdefiniowanym parametrom fizykochemicznym wynikającym z potrzeb konkretnych instalacji i reakcji chemicznych. W praktyce oznacza to konieczność kontroli takich właściwości jak twardość, zasolenie, przewodność, odczyn pH, zawartość krzemionki, tlenu rozpuszczonego, substancji organicznych czy zawiesiny ogólnej.

Źródłem wody technologicznej są najczęściej ujęcia powierzchniowe (rzeki, zbiorniki zaporowe) oraz ujęcia podziemne. W warunkach nasilającej się presji środowiskowej coraz częściej stosuje się także recyrkulację oraz odzysk wody ze ścieków, co dodatkowo zwiększa złożoność procesów oczyszczania. Skład surowej wody jest silnie zróżnicowany geograficznie, co wymusza indywidualne podejście do projektowania stacji uzdatniania oraz doboru środków chemicznych.

Do podstawowych grup zanieczyszczeń spotykanych w wodzie technologicznej należą:

• Zanieczyszczenia mineralne – głównie jony wapnia, magnezu, sodu, potasu, wodorowęglany, siarczany, chlorki, azotany, a także krzemionka koloidalna i rozpuszczona. Ich obecność wpływa na twardość, zasolenie i potencjał tworzenia osadów.
• Zanieczyszczenia zawiesinowe – cząstki ilaste, piasek, produkty korozji, cząstki organiczne, mikroorganizmy, które zwiększają mętność oraz powodują zarastanie przewodów i wymienników ciepła.
• Substancje organiczne naturalne (NOM – natural organic matter) oraz syntetyczne – kwasy humusowe, związki powierzchniowo czynne, oleje, smary, rozpuszczalniki, produkty uboczne procesów chemicznych.
• Metale ciężkie – żelazo, mangan, miedź, cynk, chrom, nikiel, ołów, kadm i inne, występujące w różnym stopniu w zależności od lokalnych warunków hydrogeologicznych oraz specyfiki zakładu.
• Składniki gazowe – tlen rozpuszczony, dwutlenek węgla, siarkowodór, amoniak; ich obecność ma kluczowe znaczenie dla procesów korozji i równowagi kwasowo-zasadowej.
• Zanieczyszczenia biologiczne – bakterie, glony, grzyby, pierwotniaki; w systemach chłodniczych dodatkowym problemem jest tworzenie biofilmu.

W przemysłowych układach wodno-para, w instalacjach chłodniczych oraz w procesach syntezy chemicznej parametry wody muszą być utrzymywane w ściśle określonych przedziałach. Nadmiar jonów wapnia i magnezu powoduje powstawanie kamienia kotłowego, wysokie stężenie chlorków przyspiesza korozję, a związki krzemu są szczególnie niepożądane w obiegach wysokociśnieniowych z uwagi na możliwość tworzenia osadów na łopatkach turbin. Z kolei obecność substancji organicznych i mikroorganizmów może zakłócać pracę membran, wymienników jonitowych i urządzeń separacyjnych, a także przyczyniać się do powstawania produktów ubocznych w procesach chlorowania.

Analiza jakości wody jest punktem wyjścia do zaprojektowania ciągu technologicznego, w którym metody mechaniczne (sedymentacja, filtracja, flotacja), fizyczne (napowietrzanie, odgazowanie, odwrócona osmoza) oraz chemiczne tworzą spójny system dostosowany do wymagań zakładu. W sektorze chemicznym istotną rolę odgrywają również warunki ekonomiczne oraz możliwość włączenia oczyszczonej wody do obiegu zamkniętego, co wymaga podniesienia skuteczności oraz selektywności procesów chemicznego uzdatniania.

Podstawowe chemiczne procesy uzdatniania i kondycjonowania wody

Chemiczne metody oczyszczania wody technologicznej obejmują szeroki zakres procesów, w których stosuje się reagenty powodujące strącanie, koagulację, sorpcję, utlenianie, redukcję, wymianę jonową lub stabilizację rozpuszczonych składników. Odpowiednio dobrane reagenty i parametry procesu pozwalają na usunięcie lub przekształcenie zanieczyszczeń do form mniej szkodliwych, łatwiejszych do separacji mechanicznej. W praktyce przemysłu chemicznego rzadko stosuje się pojedynczy etap chemiczny; zwykle jest to sekwencja zabiegów, której zadaniem jest stopniowe obniżanie stężenia zanieczyszczeń przy zachowaniu ekonomicznej opłacalności i wymagań prawnych.

Koagulacja i flokulacja

Jednym z najważniejszych procesów chemicznego uzdatniania wody jest koagulacja, czyli destabilizacja zawiesin koloidalnych i drobnoziarnistych, które trudno usunąć za pomocą zwykłej sedymentacji lub filtracji. W wodzie o naturalnym pH cząstki koloidów, cząsteczki barwników organicznych oraz wiele związków wielkocząsteczkowych jest naładowanych elektrycznie, co powoduje ich wzajemne odpychanie i utrzymywanie w stanie rozproszenia. Dodanie odpowiednich koagulantów – na ogół soli glinu lub żelaza – prowadzi do neutralizacji ładunków i tworzenia większych agregatów, które następnie łączą się w płatki (floki) podczas etapu flokulacji.

Koagulanty glinowe, takie jak siarczan glinu czy polichlorek glinu (PAC), oraz koagulanty żelazowe (np. siarczan żelazawy, chlorek żelazowy) reagują z wodą tworząc uwodnione tlenki lub wodorotlenki metali. Struktury te absorbują na swojej powierzchni zanieczyszczenia, włączając je w rosnące agregaty. Skuteczność procesu zależy od pH, zasadowości, temperatury i czasu mieszania. W zakładach chemicznych, gdzie woda może zawierać nietypowe domieszki, często przeprowadza się testy laboratoryjne jar-test w celu optymalizacji dawki koagulanta i sposobu jego wprowadzania.

Flokulacja jest kolejnym etapem, w którym stosuje się polimery syntetyczne (flokulanty) – anionowe, kationowe lub niejonowe – ułatwiające łączenie się mikropłatków w większe struktury. W efekcie powstają kłaczki o odpowiedniej wielkości i gęstości, które łatwo opadają w osadnikach, flotatorach lub zatrzymują się na filtrach. W przemyśle chemicznym proces ten ma znaczenie szczególnie w oczyszczaniu ścieków zawierających barwniki, emulsyjne tłuszcze, cząstki lateksu czy produkty kondensacji żywic.

Strącanie chemiczne i regulacja pH

Strącanie chemiczne wykorzystuje reakcje tworzenia trudno rozpuszczalnych związków, które mogą zostać oddzielone w formie osadu. Typowym przykładem jest usuwanie jonów wapnia i magnezu poprzez dodatek wodorotlenku wapnia (wapno) lub węglanu sodu, co prowadzi do wytrącenia węglanu wapnia oraz wodorotlenku magnezu. Z kolei metale ciężkie można wytrącać jako wodorotlenki, siarczki, fosforany czy węglany, dobierając odpowiednie reagenty i odczyn środowiska reakcji.

Regulacja pH odgrywa podwójną rolę: po pierwsze umożliwia zachodzenie pożądanych reakcji strącania, po drugie wpływa na korozję, stabilność osadów i działanie innych metod oczyszczania. W instalacjach stosuje się roztwory kwaśne (np. kwas solny, siarkowy) do obniżania pH oraz zasadowe (np. mleko wapienne, wodorotlenek sodu) do neutralizacji kwaśnych ścieków. Precyzyjne sterowanie pH jest szczególnie istotne w przypadku procesów membranowych i wymiany jonowej, gdzie niewłaściwy odczyn może prowadzić do szybkiego zużycia membran lub zniszczenia złoża jonitowego.

W szeregu procesów technologicznych dochodzi do jednoczesnego usuwania kilku rodzajów zanieczyszczeń poprzez kombinację strącania i koagulacji. Przykładem jest usuwanie fosforu ze ścieków przemysłowych przez strącanie fosforanów za pomocą soli glinu lub żelaza, co równocześnie powoduje obniżenie mętności i barwy. W procesach tych powstają osady zawierające znaczne ilości substancji mineralnych oraz organicznych, które następnie poddaje się dalszej obróbce, np. zagęszczaniu, odwadnianiu i stabilizacji.

Utlennianie chemiczne i dezynfekcja

Metody oparte na utlenianiu chemicznym wykorzystywane są zarówno do usuwania zanieczyszczeń nieorganicznych (np. żelazo(II), mangan(II), siarkowodór), jak i do degradacji substancji organicznych trudno biodegradowalnych. Najczęściej stosowanymi utleniaczami są chlor i jego pochodne, nadmanganian potasu, ozon, nadtlenek wodoru, a także reagenty wykorzystywane w tzw. zaawansowanych procesach utleniania (AOP), takich jak rodniki hydroksylowe generowane w reakcjach H₂O₂/UV, O₃/UV, Fentona czy foto-Fentona.

W instalacjach przemysłu chemicznego chlorowanie pełni podwójną funkcję: dezynfekującą oraz utleniającą. Chlor i podchloryny skutecznie niszczą bakterie, wirusy i glony, ograniczając rozwój biofilmu w systemach chłodniczych. Jednocześnie mogą jednak wchodzić w reakcje z substancjami organicznymi, tworząc chlorowane produkty uboczne, w tym trihalometany. Z tego względu coraz częściej stosuje się alternatywne środki, takie jak dwutlenek chloru, ozon czy kombinacje nadtlenku wodoru z promieniowaniem UV, które generują wysoko reaktywne rodniki o dużej sile utleniającej.

Utlenianie żelaza(II) i manganu(II) do form trójwartościowych lub czwartowartościowych umożliwia ich późniejsze usunięcie w procesie filtracji po strąceniu w postaci tlenków lub wodorotlenków. W tego typu aplikacjach stosuje się zarówno napowietrzanie (tlen z powietrza), jak i silniejsze utleniacze. Wybór metody zależy od pożądanej szybkości reakcji, charakteru ścieków oraz możliwości technicznych zakładu.

Wymiana jonowa i kondycjonowanie wody kotłowej

Jedną z najbardziej rozpowszechnionych chemicznych metod oczyszczania wody w przemyśle jest wymiana jonowa, oparta na zastosowaniu złoży jonitowych – żywic syntetycznych zawierających grupy funkcyjne zdolne do wymiany określonych jonów z roztworu. Woda przepływając przez kolumnę jonitową traci niepożądane jony (np. Ca²⁺, Mg²⁺, SO₄^2-, NO₃^–), które zastępowane są jonami charakterystycznymi dla danego typu złoża (np. Na⁺, H⁺, OH^–). Metoda ta pozwala na niemal całkowite usunięcie twardości oraz znaczne obniżenie przewodności wody, co jest kluczowe w wysokociśnieniowych obiegach parowych i w procesach syntezy wrażliwych na zanieczyszczenia jonowe.

Zastosowanie wymiany jonowej w wodzie technologicznej obejmuje m.in.:

• Zmiękczanie wody – wymiana jonów Ca²⁺ i Mg²⁺ na Na⁺ przy użyciu kationitu w formie sodowej, stosowana powszechnie przed zasilaniem kotłów parowych niskiego i średniego ciśnienia.
• Demineralizację – sekwencję kolumn z kationitem w formie wodorowej, anionitem w formie wodorotlenkowej oraz ewentualnie złożem mieszanym (mixed-bed), prowadzącą do otrzymania wody o bardzo niskiej przewodności, przeznaczonej do obiegów wysokociśnieniowych, procesów elektrochemicznych i produkcji chemikaliów wysokiej czystości.
• Selelektywną wymianę jonów specyficznych – np. usuwanie azotanów, boranów, fluorków czy metali ciężkich przy użyciu specjalnie zaprojektowanych żywic selektywnych.

Istotnym elementem eksploatacji instalacji jonitowych jest ich regeneracja, polegająca na przepuszczeniu przez złoże roztworów regenerantów (np. NaCl, HCl, NaOH), które przywracają zdolność wymiany jonowej. Proces ten generuje znaczne ilości ścieków o podwyższonej zawartości soli oraz zmiennym pH, wymagających dalszego oczyszczania. W ostatnich latach rozwija się technologie mające na celu odzysk regenerantów oraz minimalizację wytwarzania solanek odpadowych.

W obiegach wodno-parowych samo uzdatnienie wody zasilającej nie jest wystarczające. Konieczne jest także chemiczne kondycjonowanie wody kotłowej i pary w celu ograniczenia korozji, powstawania osadów oraz pienienia. Stosuje się tu m.in. fosforany sodu do wiązania jonów wapnia wewnątrz kotła, wodorotlenek sodu do utrzymania alkalicznego pH, środki odtleniające (hydrazyna, siarczyn sodu, nowoczesne reduktory organiczne) do usuwania tlenu rozpuszczonego oraz aminy lotne do utrzymywania odpowiedniego odczynu kondensatu w układach parowych. Prawidłowo prowadzona chemia kotłowa jest niezbędna dla długotrwałej i bezawaryjnej pracy jednostek energetycznych, w tym kotłów odzysknicowych w zakładach chemicznych.

Zastosowania chemicznych metod oczyszczania wody w wybranych gałęziach przemysłu chemicznego

Przemysł chemiczny charakteryzuje się różnorodnością procesów, w których woda pełni rozmaite funkcje – od surowca reakcyjnego, poprzez medium chłodzące i grzewcze, po środek transportu masy i energii. Każda z tych aplikacji stawia specyficzne wymagania dotyczące jakości wody oraz metod jej uzdatniania. Chemiczne metody oczyszczania stanowią trzon wielu rozwiązań stosowanych w zakładach produkcji nawozów, petrochemii, syntez organicznych, wytwarzania detergentów, polimerów czy farmaceutyków. W poniższych fragmentach przedstawiono wybrane zastosowania obrazujące skalę i złożoność tych procesów.

Obiegi chłodnicze i zapobieganie korozji oraz osadzaniu kamienia

W instalacjach chłodniczych woda krąży w systemach otwartych lub zamkniętych, odbierając ciepło z aparatów procesowych i wymienników, a następnie oddając je w chłodniach kominowych bądź wentylatorowych. W obiegach otwartych dochodzi do intensywnego parowania, co powoduje wzrost stężenia soli rozpuszczonych oraz ryzyko wytrącania osadów węglanu wapnia, siarczanu wapnia, krzemianów czy fosforanów. Jednocześnie obecność tlenu, dwutlenku węgla i zanieczyszczeń organicznych sprzyja korozji oraz rozwojowi mikroorganizmów.

W celu zapewnienia trwałości i sprawności układów chłodniczych stosuje się pakiety inhibitorów korozji, środków antyosadowych oraz biocydów. Inhibitory korozji oparte na fosforanach, molibdenianach, krzemianach czy związkach organicznych tworzą na powierzchni metalicznej cienkie, ochronne warstwy zapobiegające bezpośredniemu kontaktowi metalu z agresywnym środowiskiem wodnym. Środki antyosadowe, takie jak fosfoniany, polimery dyspergujące i sekwestranty, hamują krystalizację soli trudnorozpuszczalnych oraz utrzymują cząsteczki w zawieszeniu, co umożliwia ich usunięcie w procesie przelewu i uzupełniania wody (blow-down).

Kluczową rolę pełnią również biocydy – utleniające (np. chlor, brom, dwutlenek chloru) oraz nieutleniające (np. izotiazolinony, glutaraldehyd, związki czwartorzędowych soli amoniowych) – które ograniczają rozwój bakterii, glonów i grzybów. Niekontrolowany wzrost mikroorganizmów prowadzi nie tylko do spadku wydajności wymiany ciepła z powodu tworzenia biofilmu, ale także do tzw. korozji mikrobiologicznej (MIC). Optymalny program uzdatniania wody chłodniczej wymaga ciągłego monitoringu parametrów oraz dostosowywania dawek chemikaliów w zależności od warunków eksploatacyjnych i sezonowych wahań temperatury.

Oczyszczanie ścieków z przemysłu organicznego i petrochemicznego

Zakłady produkujące związki organiczne – rozpuszczalniki, monomery, żywice, surfaktanty, farmaceutyki – oraz rafinerie i petrochemie wytwarzają znaczne ilości ścieków zawierających mieszaniny substancji trudno poddających się biodegradacji. Są to m.in. węglowodory aromatyczne i alifatyczne, fenole, aldehydy, ketony, kwasy organiczne, detergenty, oleje oraz emulsje. W wielu przypadkach niezbędne jest wstępne chemiczne przekształcenie tych zanieczyszczeń przed skierowaniem strumienia do oczyszczalni biologicznej lub do zaawansowanych procesów fizykochemicznych.

Do podstawowych metod chemicznych stosowanych w tych gałęziach należą:

• Neutralizacja i regulacja pH – konieczne dla zapewnienia optymalnych warunków reakcji chemicznych, koagulacji oraz późniejszych procesów biologicznych.
• Koagulacja-flokulacja – usuwanie zawiesin, koloidów, barwy i części substancji organicznych poprzez stosowanie koagulantów mineralnych oraz polimerów.
• Utlenianie chemiczne – rozkład trudno biodegradowalnych związków organicznych, redukcja toksyczności i poprawa wskaźników takich jak ChZT i BZT₅. W zależności od potrzeb stosuje się nadmanganian potasu, ozon, nadtlenek wodoru lub zaawansowane procesy utleniania generujące rodniki hydroksylowe.
• Strącanie soli metali – szczególnie istotne w przypadku ścieków zawierających katalizatory metaliczne, dodatki antykorozyjne czy pigmenty.

W rafineriach i zakładach petrochemicznych dużą uwagę poświęca się usuwaniu siarkowodoru, merkaptanów i innych związków siarki, które są odpowiedzialne za uciążliwy zapach, korozję oraz toksyczność. Stosuje się tu m.in. utlenianie siarkowodoru do siarki elementarnej lub siarczanów, a także różne warianty chemicznego odsiarczania strumieni wodnych i gazowych. W niektórych przypadkach możliwy jest odzysk wartościowych składników, co pozwala na częściową kompensację kosztów oczyszczania.

Uzdatnianie wody w produkcji nawozów i nieorganicznych chemikaliów

Produkcja nawozów mineralnych (azotowych, fosforowych, potasowych) oraz wielu chemikaliów nieorganicznych wiąże się z obecnością znacznych ilości jonów nieorganicznych w obiegach wodnych. Ścieki z tych zakładów mogą zawierać wysokie stężenia azotanów, amonowego azotu, fosforanów, chlorków i siarczanów, a także metali ciężkich pochodzących z rud i surowców mineralnych. Celem chemicznego oczyszczania jest redukcja ładunku biogenów (N, P), usunięcie metali oraz doprowadzenie parametrów ścieków do wartości wymaganych przed ich zrzutem lub recyrkulacją.

Do popularnych rozwiązań należy strącanie fosforu za pomocą soli glinu lub żelaza, prowadzące do powstawania fosforanów o ograniczonej rozpuszczalności. Azot amonowy można usuwać częściowo poprzez strącanie w formie struwitu (fosforan amonowo-magnezowy) w odpowiednio dobranych warunkach pH i stosunku jonów, bądź kierować do procesów biologicznych (nitryfikacja-denitryfikacja). Z kolei azotany i azotyny bywają redukowane chemicznie, choć częściej usuwa się je metodami biologicznymi lub poprzez wymianę jonową.

W produkcji kwasu siarkowego, chlorowodoru, sody, siarczanów czy chlorków istotne znaczenie ma też kondycjonowanie wody zasilającej kolumny absorpcyjne oraz wieże chłodzące. Duża agresywność roztworów kwaśnych i solnych wymaga stosowania odpowiednich inhibitorów korozji, dodatków stabilizujących i środków zmniejszających pienienie. W wielu przypadkach projektuje się obiegi zamknięte, w których woda po oczyszczeniu chemicznym jest ponownie wykorzystywana jako absorbent lub rozpuszczalnik, co pozwala na ograniczenie zużycia wody świeżej i ścieków.

Wysokiej czystości woda procesowa w przemyśle farmaceutycznym i elektronicznym

Choć przemysł farmaceutyczny i elektroniczny nie zawsze jest zaliczany do klasycznego przemysłu chemicznego, to w praktyce opiera się on na zaawansowanych procesach chemicznych, a wymagania wobec jakości wody są tam wyjątkowo rygorystyczne. Woda oczyszczona, woda do wstrzykiwań czy ultra czysta woda do produkcji mikroprocesorów musi charakteryzować się śladową zawartością jonów, zanieczyszczeń organicznych (TOC), cząstek stałych i mikroorganizmów.

Osiągnięcie takiej jakości wymaga połączenia szeregu metod, z których wiele ma charakter chemiczny: wymiana jonowa, odwrócona osmoza z kondycjonowaniem antyosadowym, degazacja membranowa wspomagana chemicznym usuwaniem tlenu, dezynfekcja chemiczna i kontrola biofilmu przy użyciu środków utleniających. Każdy etap musi być precyzyjnie kontrolowany, a materiały instalacyjne dobierane tak, aby minimalizować wymywanie związków do wody. Zaawansowane systemy monitorowania przewodności, TOC i liczby cząstek pozwalają na szybkie wykrywanie odchyleń i korygowanie parametrów procesowych.

W tych zastosowaniach szczególnego znaczenia nabiera stabilność chemiczna reagentów oraz brak wprowadzania jonów obcych do obiegu wodnego. Dlatego preferuje się środki kondycjonujące o wysokiej czystości, niskiej lotności i dobrze udokumentowanym profilu reaktywności. Rozwój branży półprzewodników, fotowoltaiki i biofarmaceutyków powoduje, że technologie związane z chemicznym oczyszczaniem wody procesowej wciąż ewoluują, a standardy jakości stają się coraz bardziej wymagające.

Kierunki rozwoju i integracja metod chemicznych z innymi technologiami

Rosnące wymagania środowiskowe, dążenie do gospodarki o obiegu zamkniętym oraz ograniczenie zużycia zasobów wodnych sprawiają, że chemiczne metody oczyszczania wody technologicznej są coraz częściej integrowane z procesami membranowymi, biologicznymi i termicznymi. Projektuje się układy hybrydowe, w których odpowiednio dobrane środki chemiczne zapobiegają foulingowi membran, stabilizują strumienie zasilające i umożliwiają wysokie stopnie odzysku wody. Jednocześnie obserwuje się tendencję do zastępowania klasycznych reagentów bardziej selektywnymi, biodegradowalnymi lub mniej toksycznymi odpowiednikami.

W wielu zakładach wdrażane są systemy monitoringu online, pozwalające na precyzyjne dozowanie chemikaliów na podstawie aktualnych parametrów wody (pH, przewodność, potencjał redoks, mętność, stężenie konkretnych jonów). Pozwala to na zmniejszenie jednostkowego zużycia reagentów, minimalizację powstawania osadów odpadowych oraz zwiększenie stabilności pracy instalacji. Jednocześnie rośnie rola narzędzi symulacyjnych i modelowania procesów, które wspierają projektowanie stacji uzdatniania oraz optymalizację pracy istniejących układów w warunkach zmieniających się obciążeń produkcyjnych.

Znaczący jest także rozwój nowych grup związków stosowanych jako inhibitory, biocydy czy środki antyosadowe. Prowadzone są badania nad polimerami funkcjonalizowanymi, które łączą kilka funkcji (np. hamowanie krystalizacji soli, dyspergowanie cząstek, pasywację powierzchni metali) oraz nad związkami o kontrolowanej biodegradacji, ograniczającymi ryzyko wtórnego zanieczyszczenia odbiorników wodnych. W obszarze zaawansowanych procesów utleniania poszukuje się nowych katalizatorów, konfiguracji reaktorów i źródeł energii (np. promieniowanie UV-LED), które pozwalają na efektywne usuwanie mikrozanieczyszczeń organicznych przy akceptowalnych kosztach eksploatacji.

Równolegle rozwija się koncepcja odzysku surowców z wód i ścieków przemysłowych. Osady i koncentraty powstające w wyniku chemicznych procesów oczyszczania coraz częściej traktuje się nie jako odpad, lecz jako potencjalne źródło fosforu, metali, soli czy energii. W takim podejściu dobór metod i reagentów chemicznych uwzględnia nie tylko skuteczność usuwania zanieczyszczeń, ale również możliwości ich późniejszego zagospodarowania w innych gałęziach gospodarki.