Viele Schadstoffe im Abwasser hartnäckig unten durch biologische Kläranlagen gebrochen . Fraunhofer -Forscher haben eine photochemische Reaktionssystem , in dem Wasser zuverlässig bei hohen Flußraten durch UV-Licht , ohne chemische Katalysatoren zugesetzt behandelnden entwickelt. Sie präsentiert eine erste industrielle Prototyp auf der diesjährigen IFAT in München , Mai 5-09 .
Es gibt viele Dinge in unserem Abwasser , die nicht den Weg in die Umwelt zu finden sollte - noch Kläranlagen nur einen Teil dieser Schadstoffe zu entfernen. Insbesondere Bakterien, die üblicherweise in der biologischen Behandlungsstufe eingesetzt haben keine Wirkung auf persistente Stoffe , die sehr stabile Kohlenwasserstoff -Verbindungen umfassen . Die Folge : Reinigungsmittelrückständeund Pflanzenschutzmitteln sowie pharmakologische Substanzen reichenden Umwelt Gewässern. Die Beladung von diesen Arten von Schadstoffen in der Nordsee, zum Beispiel, das bereits heute deutlich messbar .
Forscher des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart gemeinsam mit internationalen Partnern aus der Industrie haben nun ein neues chemisches Reaktionssystem , das zusammenbricht diese Art von elastischen und schädliche Moleküle, gründlich und effizient - ohne Chemikalien wie Wasserstoffperoxid zuzusetzen, Instanz. Stattdessen werden die Forscher im wesentlichen unter Verwendung der " Selbstheilung " Kraft des Wassers durch Photolyse gestützte (auch bekannt als photochemische Dissoziation) . Das Prinzip der Photolyse auf Spaltung von Wasser -Moleküle mit Photonen basieren . Je kürzer die Wellenlänge des Lichts ist, desto höher der Photonen ' Energie. Forscher deshalb Lichtquellen in diesem System, das UV- Licht im Bereich von 172 Nanometern emittieren ausschließlich - also extrem energiereiche Photonen . Sobald diese Photonen in Wasser, die H2O-Moleküle spalten sie und bilden hochreaktive Hydroxyl Radials als Ergebnis. "Diese Hydroxyverbindungen eine noch höhere Reaktionspotential als atomarer Sauerstoff , zum Beispiel. Sie sind daher in der Lage, auch sehr stabil in schädlichen Rückstände enthalten Kohlenwasserstoffverbindungen zersetzen ", erklärt Siegfried Egner , Leiter der Abteilung Physikalische Prozesstechnik am IGB .
Steuern der Bewegung des Wassers
Es gibt jedoch einen Haken : dieses Verfahren nur in der unmittelbaren Nähe der UV-Strahler erfolgt - eine rechteckige , flache Glaselement , das in dem Reaktorbehälter angeordnet ist . Wenn Spannung an das Element angelegt wird , die Hydroxylradikale bilden eine dünne reaktive Grenzschicht nur etwa 50 Mikrometer die Außenfläche des Glas tief Umgebung . Eine wirklich schwierige Aufgabe - Um sicher zu sein , dass keine schädlichen Partikel entweichen unbehandelt , muss das Wasser kontrolliert und nachvollziehbar durch diese Grenzschicht gerichtet werden. Auf der einen Seite , müssen Sie sicherstellen, dass der gesamte Inhalt des Reaktorgefäßes behandelt wird. Auf der anderen Seite würden die Forscher gerne so sicher wie möglich ist , dass jeder gebildete Einzel Hydroxyl-Radikal ist auch für eine chemische Reaktion früher. Denn die extrem reaktiv Hydroxylradikale sehr kurzlebig sind . Wenn keine "frischen" Moleküle gefunden werden, um mit in diesem Zeitintervall zu reagieren , die Energie der Hydroxylradikale ungenutzt bleibt . Die Fachleute in Stuttgart haben bei der Steuerung der Bewegung des Wassers , so genau , dass alle der Reaktorgefäßinhaltzuverlässig und hoch effizient behandelt werden, erfolgreich.
Die erste industrielle Prototyp, der hat einen Durchsatz von 2,5 Kubikmeter pro Stunde , wird von den Forschern und ihren Industriepartnern auf der Messe gezeigt werden. " Eine gewisse Abweichung ist normal, da die Verarbeitungsgeschwindigkeit hängt natürlich von dem Grad der Verschmutzung sowie ", erklärt Egner . Um sicherzustellen, dass das Wasser tatsächlich entladen , wenn die Qualität ist einwandfrei, ist das Gerät mit einem zusätzlichen Sicherheitsmechanismus ausgestattet. Ein Sensorsystem befindet sich direkt an der Abgabeöffnung , die das Wasser auf Schadstoffe kontrolliert entfernt. Das Wasser wird nur entladen , wenn Verunreinigungen unter einen maximal zulässigen Wert . Die gesamte Einheit ist vollautomatisch und programmierbar - zum Beispiel, kann es ein und aus , je nach elektrischer Energie Kurse angeboten schaltet werden.