Mnoho škodlivých látek v odpadních vodách odolává tvrdému odbourávání biologickými čistírnami odpadních vod. Vědci společnosti Fraunhofer vyvinuli fotochemický reakční systém, ve kterém lze spolehlivě čistit vodu při vysokých rychlostech ultrafialového záření, aniž by bylo nutné přidávat chemické katalyzátory. Na letošním' IFAT v Mnichově, 5. – 9. Května, představí první průmyslový prototyp.
V naší odpadní vodě existuje řada věcí, které by si neměly najít cestu do životního prostředí - čistírny odpadních vod však odstraňují pouze část těchto kontaminantů. Zejména bakterie běžně používané ve fázi biologického čištění nemají žádný účinek na perzistentní látky, které zahrnují vysoce stabilní uhlovodíkové sloučeniny. Výsledek: zbytky čisticích prostředků a pesticidy i farmakologické látky se dostávají do vod životního prostředí. Například zatížení těmito druhy škodlivých látek v Severním moři je již dnes jasně měřitelné.
Vědci z Fraunhoferova institutu pro mezifázové inženýrství a biotechnologii IGB ve Stuttgartu společně s mezinárodními průmyslovými partnery nyní vyvinuli nový systém chemických reakcí, který tyto druhy odolných a škodlivých molekul rozkládá důkladně a efektivně - aniž by bylo nutné přidávat chemikálie, jako je peroxid vodíku, například. Místo toho vědci v podstatě využívají&„samoléčivé &“; síla vody podporovaná fotolýzou (alias fotochemická disociace). Princip fotolýzy je založen na štěpení molekul vody pomocí fotonů. Čím kratší je vlnová délka světla, tím vyšší jsou fotony' energie. Vědci proto v tomto systému používají světelné zdroje, které emitují UV světlo výhradně v oblasti 172 nanometrů - tj. Extrémně energetické fotony. Jakmile tyto fotony vstoupí do vody, rozdělí molekuly H2O a výsledkem jsou vysoce reaktivní hydroxylové radiály.&„Tyto hydroxylové sloučeniny mají například ještě vyšší reakční potenciál než atomový kyslík. Jsou tedy schopni rozložit i velmi stabilní uhlovodíkové sloučeniny obsažené ve škodlivých zbytcích,&"; vysvětluje Siegfried Egner, vedoucí oddělení technologie fyzikálních procesů v IGB.
Ovládání pohybu vody
Má to však háček: tento proces probíhá pouze v bezprostřední blízkosti UV zářiče - obdélníkového plochého skleněného prvku, který je umístěn v nádobě reaktoru. Když je na prvek aplikována energie, tvoří hydroxylové radikály tenkou reaktivní mezní vrstvu, která obklopuje vnější povrch skla jen asi 50 mikrometrů. Aby se zajistilo, že žádné škodlivé částice neuniknou nezpracované, musí být voda kontrolovatelně a ověřitelně nasměrována přes tuto mezní vrstvu - skutečně složitý úkol. Na jedné straně musíte zajistit, aby byl zpracován celý obsah nádoby reaktoru. Na druhé straně by si vědci chtěli být co nejjistější, že každý vytvořený hydroxylový radikál se také používá pro chemickou reakci. Je to proto, že extrémně reaktivní hydroxylové radikály jsou extrémně krátkodobé. Pokud žádný&"; čerstvý &"; Bylo zjištěno, že molekuly reagují během tohoto časového intervalu, energie hydroxylových radikálů zůstává nevyužita. Odborníci ve Stuttgartu byli úspěšní v řízení pohybu vody tak přesně, aby byl spolehlivě a vysoce účinně zpracován veškerý obsah nádoby reaktoru.
První průmyslový prototyp, který má průchodnost 2,5 kubických metrů za hodinu, představí vědci a jejich průmysloví partneři na veletrhu.&"Určité množství odchylek je normální, protože rychlost zpracování samozřejmě závisí také na stupni kontaminace, &"; vysvětluje Egner. Aby bylo zajištěno, že je voda skutečně vypouštěna, pouze pokud je její kvalita dokonalá, je jednotka vybavena dalším bezpečnostním mechanismem. Přímo na výtlačném otvoru je umístěn senzorový systém, který monitoruje vodu na přítomnost škodlivých látek. Voda se vypouští pouze tehdy, když nečistoty klesnou pod maximální povolenou hodnotu. Celá jednotka je plně automatická a programovatelná - lze ji například zapnout a vypnout v závislosti na nabízeném elektrickém výkonu.
Zdroj příběhu:
MateriályposkytujeFraunhofer-GesellschaftPoznámka: Obsah lze upravovat podle stylu a délky.
