Mnoge štetne tvari u otpadnim vodama tvrdoglavo se odupiru razgrabljenju bioloških postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda. Istraživači Fraunhofera razvili su fotokemijski reakcijski sustav u kojem se voda može pouzdano tretirati pri visokim brzinama protoka UV svjetlom bez dodavanja kemijskih katalizatora. Oni će predstaviti početni industrijski prototip na ovogodišnjem IFAT-u u Münchenu, od 5. do 9. svibnja.
Postoje brojne stvari u našim otpadnim vodama koje ne bi trebale pronaći put u okoliš -- ali postrojenja za pročišćavanje otpadnih voda uklanjaju samo dio tih zagađivača. Konkretno, bakterije koje se obično koriste u fazi biološke obrade nemaju utjecaja na postojane tvari, koje uključuju visoko stabilne spojeve ugljikovodika. Rezultat: ostaci sredstava za čišćenje i pesticidi, kao i farmakološke tvari, dopiru do ekoloških voda. Punjenje od takvih štetnih tvari u Sjevernom moru, na primjer, već je danas jasno mjerljivo.
Istraživači Instituta Fraunhofer za međufaktno inženjerstvo i biotehnologiju IGB u Stuttgartu zajedno s međunarodnim industrijskim partnerima sada su razvili novi sustav kemijske reakcije koji temeljito i učinkovito razgrađuje takve vrste otpornih i štetnih molekula -- bez potrebe za dodavanjem kemikalija poput vodikovog peroksida, na primjer. Umjesto toga, istraživači u osnovi koriste "samoizlječiva" moć vode potpomognutu fotolizom (tzv. fotokemijska disocijacija). Princip fotolize temelji se na cijepanju molekula vode pomoću fotona. Što je kraća valna duljina svjetlosti, to je veća energija fotona. Istraživači stoga koriste izvore svjetlosti u ovom sustavu koji emitiraju UV svjetlo isključivo u području od 172 nanometara - tj. Čim ti fotoni uđu u vodu, oni dijele molekule H2O, tvoreći kao rezultat vrlo reaktivne hidroksilne radijalije. "Ovi hidroksilni spojevi imaju još veći reakcijski potencijal od atomskog kisika, na primjer. Stoga su u stanju razgraditi čak i vrlo stabilne spojeve ugljikovodika sadržane u štetnim ostacima", objašnjava Siegfried Egner, voditelj odjela za tehnologiju fizičkog procesa u IGB-u.
Kontroliranje kretanja vode
Međutim, postoji kvaka: taj se proces odvija samo u neposrednoj blizini UV emitera -- pravokutnog, ravnog staklenog elementa koji se nalazi u reaktorskoj posudi. Kada se snaga nanosi na element, hidroksilni radikali tvore tanki reaktivni granični sloj samo oko 50 mikrometara duboko oko vanjske površine stakla. Kako bi bili sigurni da štetne čestice ne bježe neobrađene, voda mora biti kontrolirano i provjerljivo usmjerena kroz ovaj granični sloj - istinski lukav zadatak. S jedne strane, morate se pobrinuti da se cijeli sadržaj reaktorske posude tretira. S druge strane, istraživači bi željeli biti što sigurniji da se svaki formirani hidroksilni radikal također koristi za kemijsku reakciju. To je zato što su iznimno reaktivni hidroksilni radikali izuzetno kratkotrajni. Ako se ne pronađe "svježe" molekule s kojima bi reagirale tijekom tog vremenskog intervala, energija hidroksilnih radikala se ne koriste. Stručnjaci u Stuttgartu bili su uspješni u kontroli kretanja vode tako da se sav sadržaj reaktorske posude pouzdano i vrlo učinkovito tretira.
Prvi industrijski prototip, koji ima put od 2,5 kubičnih metara na sat, pokazat će istraživači i njihovi industrijski partneri na sajmu. "Određena količina varijacija je normalna, budući da brzina obrade ovisi, naravno, i o stupnju kontaminacije", objašnjava Egner. Kako bi bili sigurni da se voda stvarno ispušta samo ako je njezina kvaliteta besprijekorna, jedinica je opremljena dodatnim sigurnosnim mehanizmom. Senzorski sustav nalazi se točno u odvodnom priključku koji nadzire vodu za štetne tvari. Voda se ispušta samo nakon što nečistoće padnu ispod maksimalne dopuštene vrijednosti. Cijela jedinica je potpuno automatska i programabilna -- na primjer, može se uključiti i isključiti ovisno o ponuđenim brzinama električne energije.
Izvor priče:
materijalakoje je dostavioFraunhofer-Gesellschaft. Napomena: Sadržaj se može uređivati za stil i duljinu.
