弗劳恩霍夫研究人员开发了一种新的水处理光化学反应系统。
废水中的许多有害物质顽强地抵抗着污水生物处理厂的分解。弗劳恩霍夫的研究人员开发了一种光化学反应系统，在该系统中，水可以在不添加化学催化剂的情况下，通过紫外光可靠地以高流速处理。他们将在今年5月5日至9日在慕尼黑举行的IFAT (A5厅，219/318展位)上展示一个初步的工业原型。
在我们的废水中有许多东西是不应该进入环境的，然而废水处理厂只去除一部分污染物。特别是，在生物处理阶段通常使用的细菌对包括高度稳定的碳氢化合物在内的持久性物质没有影响。其结果是:清洗剂残留和农药以及药理学物质正到达环境水域。例如，北海中这些有害物质的负荷，如今已经可以清楚地测量出来。
位于斯图加特的弗劳恩霍夫界面工程和生物技术研究所的研究人员与国际工业伙伴一起开发了一种新的化学反应系统，该系统可以彻底有效地分解这些有弹性的有害分子，而不需要添加过氧化氢等化学物质，例如。相反，研究人员实际上是在利用水的“自愈”能力，借助光解作用(又称光化学解离)。光解的原理是利用光子分裂水分子。光的波长越短，光子的能量就越高。因此，研究人员在这个系统中使用的光源只在172纳米区域发射紫外线——即极有能量的光子。这些光子一旦进入水中，就会分裂H2O分子，最终形成高度活性的羟基自由基。“例如，这些羟基化合物的反应电位甚至比原子氧还要高。因此，它们甚至能够分解有害残留物中非常稳定的碳氢化合物，”IGB物理过程技术部门负责人Siegfried Egner解释道。
控制水的运动
然而，有一个问题:这个过程只发生在UV发射器的直接附近——一个矩形的，平板玻璃元件，它被放置在反应堆容器中。当能量被施加到元素上时，羟基自由基会在玻璃的外表面形成一个只有50微米深的薄薄的反应性边界层。为了确保没有有害颗粒未经处理就逸出，水必须可控、可验证地通过这一边界层——这是一项真正棘手的任务。一方面，你必须确保反应堆容器的全部内容都得到了处理。另一方面，研究人员希望尽可能确定，形成的每一个羟基自由基也用于化学反应。这是因为活性极强的羟基自由基寿命极短。如果在这段时间内没有发现与之反应的“新鲜”分子，羟基自由基的能量就不会被使用。斯图加特的专家已经成功地精确地控制了水的运动，使所有的反应堆容器内容物都得到了可靠和高效的处理。
第一个工业样机的吞吐量为每小时2.5立方米，将由研究人员和他们的行业合作伙伴在贸易博览会上展示。埃格纳解释说:“有一定程度的变异是正常的，因为处理速度当然也取决于污染的程度。”为了确保水只有在质量无可挑剔的情况下才会被排放，该装置配备了额外的安全机制。传感器系统位于排放口，监测水中的有害物质。只有当杂质低于最大允许值时，才排放水。整个装置是全自动和可编程的，例如，它可以根据提供的电功率开关。
