Багато шкідливих речовин у стічних водах вперто протистоять розщепленню біологічними очисними спорудами. Дослідники Фраунгофера розробили фотохімічну реакційну систему, в якій воду можна надійно обробляти при великій швидкості потоку ультрафіолетовим світлом, не додаючи хімічних каталізаторів. Вони представлять початковий промисловий прототип на IFAT цього року' у Мюнхені, 5-9 травня.
У наших стічних водах є безліч речей, які не повинні потрапляти в навколишнє середовище, проте очисні споруди видаляють лише частину цих забруднень. Зокрема, бактерії, які зазвичай використовуються на стадії біологічного очищення, не впливають на стійкі речовини, до складу яких входять високостійкі вуглеводневі сполуки. Результат: залишки миючих засобів та пестицидів, а також фармакологічні речовини потрапляють у екологічні води. Наприклад, навантаження цих видів шкідливих речовин у Північному морі вже сьогодні чітко вимірюється.
Дослідники Інституту інтерфейсної інженерії та біотехнології Фраунгофера IGB у Штутгарті разом із міжнародними промисловими партнерами зараз розробили нову систему хімічних реакцій, яка ретельно та ефективно розщеплює такі види пружних та шкідливих молекул - без необхідності додавати такі хімічні речовини, як перекис водню, наприклад. Натомість дослідники по суті використовують" самовідновлення" потужність води за допомогою фотолізу (він же фотохімічна дисоціація). Принцип фотолізу заснований на розщепленні молекул води за допомогою фотонів. Чим коротша довжина хвилі світла, тим вище фотони' енергія. Тому дослідники використовують у цій системі джерела світла, які випромінюють УФ-світло виключно в районі 172 нанометрів - тобто надзвичайно енергійних фотонів. Як тільки ці фотони потрапляють у воду, вони розщеплюють молекули H2O, утворюючи в результаті високореактивні гідроксильні радіали.&Quot; Ці гідроксильні сполуки мають навіть вищий потенціал реакції, ніж атомарний кисень, наприклад. Тому вони здатні розкладати навіть дуже стабільні вуглеводневі сполуки, що містяться у шкідливих залишках," пояснює Зігфрід Егнер, керівник відділу технологій фізичних процесів в IGB.
Керування рухом води
Однак є замивка: цей процес відбувається лише в безпосередній близькості від УФ-випромінювача - прямокутного, плоского скляного елемента, який розміщений у корпусі реактора. Коли сила подається на елемент, гідроксильні радикали утворюють тонкий реакційно-здатний прикордонний шар глибиною лише близько 50 мікрометрів, що оточує зовнішню поверхню скла. Для того, щоб переконатися, що шкідливі частинки не виходять необробленими, вода повинна контролюватися та перевірятися через цей прикордонний шар - справді складне завдання. З одного боку, ви повинні переконатися, що оброблено весь вміст корпусу реактора. З іншого боку, дослідники хотіли б бути якомога впевненішими, що кожен утворений гідроксильний радикал також використовується для хімічної реакції. Це тому, що надзвичайно реакційноздатні гідроксильні радикали надзвичайно короткочасні. Якщо немає" свіжий" Встановлено, що протягом цього інтервалу часу молекули реагують, енергія гідроксильних радикалів залишається невикористаною. Експерти в Штутгарті успішно контролювали рух води настільки точно, що весь вміст корпусу реактора надійно та високоефективно обробляється.
Перший промисловий прототип, який має пропускну здатність 2,5 кубічних метрів на годину, буде показаний дослідниками та їхніми партнерами по галузі на виставці." Певна кількість змін є нормальною, оскільки швидкість обробки, звичайно, залежить і від ступеня забруднення," пояснює Егнер. Щоб бути впевненим, що вода фактично скидається, лише якщо її якість бездоганна, установка оснащена додатковим механізмом безпеки. Сенсорна система розташована прямо біля зливного отвору, який контролює наявність води у шкідливих речовинах. Вода скидається лише тоді, коли домішки опускаються нижче гранично допустимого значення. Весь пристрій повністю автоматичний та програмований - наприклад, його можна вмикати та вимикати залежно від пропонованої норми електричної потужності.
Джерело історії:
МатеріализабезпечуєтьсяФраунгофер-ГезельшафтПримітка. Вміст можна редагувати відповідно до стилю та довжини.
