Moltes substàncies nocives de les aigües residuals es resisteixen obstinadament a ser degradades per les plantes de tractament biològic de les aigües residuals. Els investigadors de Fraunhofer han desenvolupat un sistema de reacció fotoquímica en el qual l’aigua es pot tractar de manera fiable a cabals elevats mitjançant la llum UV sense haver d’afegir catalitzadors químics. Presentaran un prototip industrial inicial a l'IFAT d'aquest any&# 39, a Munic, del 5 al 9 de maig.
Hi ha moltes coses a les nostres aigües residuals que no haurien d’entrar al medi ambient, tot i que les plantes de tractament d’aigües residuals només eliminen una part d’aquests contaminants. En particular, els bacteris que s'utilitzen habitualment en l'etapa de tractament biològic no tenen cap efecte sobre les substàncies persistents, que inclouen compostos hidrocarbonats altament estables. El resultat: els residus i pesticides d’agents de neteja, així com les substàncies farmacològiques, arriben a les aigües ambientals. La càrrega d’aquest tipus de substàncies nocives al mar del Nord, per exemple, ja és clarament mesurable avui en dia.
Investigadors de l’Institut Fraunhofer d’enginyeria interfacial i biotecnologia IGB de Stuttgart, juntament amb socis industrials internacionals, han desenvolupat ara un nou sistema de reacció química que descompon aquest tipus de molècules resistents i nocives de forma completa i eficient, sense haver d’afegir productes químics com el peròxid d’hidrogen, per exemple. En el seu lloc, els investigadors utilitzen bàsicament el" autocuració" potència de l'aigua ajudada per la fotòlisi (també coneguda com dissociació fotoquímica). El principi de la fotòlisi es basa en la divisió de molècules d’aigua mitjançant fotons. Com més curta és la longitud d'ona de la llum, més grans són els fotons' energia. Per tant, els investigadors utilitzen fonts de llum en aquest sistema que emeten llum UV exclusivament a la regió de 172 nanòmetres, és a dir, fotons extremadament energètics. Tan bon punt aquests fotons entren a l’aigua, divideixen les molècules H2O, formant radials hidroxil molt reactius." Aquests compostos hidroxil tenen un potencial de reacció encara més elevat que l'oxigen atòmic, per exemple. Per tant, són capaços de descompondre fins i tot compostos hidrocarbonats molt estables continguts en residus nocius," explica Siegfried Egner, cap del departament de Tecnologia de Processos Físics d’IGB.
Control del moviment de l'aigua
Tanmateix, hi ha un problema: aquest procés només té lloc a l’entorn immediat de l’emissor UV, un element de vidre rectangular i pla que es col·loca al recipient del reactor. Quan s’aplica energia a l’element, els radicals hidroxil formen una fina capa límit reactiva de només 50 micròmetres de profunditat que envolta la superfície externa del vidre. Per assegurar-se que no hi ha partícules nocives que no surtin tractades, l'aigua ha de ser dirigida de forma controlada i verificable a través d'aquesta capa límit, una tasca realment complicada. D'una banda, heu d'assegurar-vos que es tracti tot el contingut del recipient del reactor. D'altra banda, els investigadors voldrien estar tan segurs com sigui possible que cada radical hidroxil format també s'utilitzi per a una reacció química. Això es deu al fet que els radicals hidroxil extremadament reactius tenen una vida extremadament curta. Si no" fresc" es troba que reaccionen amb les molècules durant aquest interval de temps, l’energia dels radicals hidroxil queda inutilitzada. Els experts de Stuttgart han tingut èxit en controlar el moviment de l’aigua de manera que tots els continguts del recipient del reactor es tractin de manera fiable i eficaç.
El primer prototip industrial, que té un rendiment de 2,5 metres cúbics per hora, serà mostrat pels investigadors i els seus socis industrials a la fira." Una certa quantitat de variació és normal, ja que, per descomptat, la velocitat de processament també depèn del grau de contaminació," explica Egner. Per assegurar-se que l’aigua només s’aboca si la seva qualitat és impecable, la unitat està equipada amb un mecanisme de seguretat addicional. Un sistema de sensors es troba just al port de descàrrega que controla l’aigua per si hi ha substàncies nocives. L’aigua s’aboca només quan les impureses cauen per sota del valor màxim permès. Tota la unitat és totalment automàtica i programable, per exemple, es pot encendre i apagar en funció de les tarifes d’energia elèctrica que s’ofereixin.
Font de la història:
Materialsproporcionat perFraunhofer-Gesellschaft.Nota: el contingut es pot editar per estil i longitud.
