W wielu zastosowaniach związanych z oczyszczaniem wody i ścieków istnieje wiele zanieczyszczeń, które trudno jest zredukować wyłącznie za pomocą środków fizycznych, chemicznych lub biologicznych. W ostatnich latach rosną obawy dotyczące leków farmaceutycznych w wodzie pitnej i środowiskach wodnych. Pestycydy zostają złapane w spływie z gospodarstw do zaopatrzenia w wodę słodką. Produkty do higieny osobistej są zazwyczaj spłukiwane do każdego systemu, z którym są powiązane. Odciek ze składowiska jest toksycznym koktajlem związków, które mogą przedostawać się do źródeł wód gruntowych. Takie zanieczyszczenia należą do kategorii mikrozanieczyszczeń, ponieważ są one tak małe. Sam ich rozmiar jest jednym z powodów, dlatego są one tak trudne do usunięcia z wody i ścieków za pomocą pewnych środków. Bardziej wydajne usuwanie wymaga silniejszego procesu utleniania, proces ten nazywa się zaawansowany proces utleniania (AOP).

Proces ten tworzy silne środki utleniające w postaci wodorotlenku (OH^-), a dokładniej, jego neutralny wariant rodnika hydroksylowego (⦁OH). Jego potencjał utleniania jest dwa razy większy niż w przypadku chloru, powszechnie stosowanego środka dezynfekującego. Rodniki hydroksylowe są siłą napędową wielu zaawansowanych procesów utleniania. Ozon (O₃), nadtlenek wodoru (H₂O₂), a światło ultrafioletowe (UV) jest często stosowane w różnych kombinacjach, aby wytworzyć ⦁OH w ilościach wystarczających do degradacji organicznych (i niektórych nieorganicznych) zanieczyszczeń. Proces ten może zmniejszyć stężenia tych zanieczyszczeń, potencjalnie od setek części na milion (ppm) do zaledwie kilku części na miliard (ppb).

Te rodniki są nieselektywne, dlatego atakują prawie wszystkie materiały organiczne. Po jednokrotnym rozbiciu tych zanieczyszczeń przez rodnik ⦁OH tworzą półprodukty. Te półprodukty same reagują z utleniaczami i mineralizują w trwałe związki.

Zaawansowane utlenianie istnieje już od kilku lat. W związku z tym proces ten udowodnił swoją użyteczność, jednak nadal jest odpowiednio badany i optymalizowany.

Potężny proces leczenia, taki jak zaawansowany proces utleniania ma wiele zalet, ale ma także swoją wadę.

Oto kilka zalet i wad tego konkretnego procesu:

ZALETY

• Szybkość reakcji

Cząsteczka OH ma jedne z najszybszych szybkości reakcji wszystkich utleniaczy stosowanych do oczyszczania wody i ścieków ze względu na jej wysoki potencjał utleniania i ich nieselektywny charakter. Te szybkie reakcje powodują znacznie krótsze czasy retencji niż inne konwencjonalne procesy leczenia.

• Małe rozmiary

Ze względu na moc utleniania rodnika ⦁OH, zaawansowane jednostki procesu utleniania nie wymagają dużej powierzchni terenu do przetwarzania wymaganego natężenia przepływu w systemie.

• Teoretycznie nie wprowadzaj nowych niebezpiecznych substancji do wody

Jednym z problemów związanych z dezynfekcją chlorem są wysoce toksyczne produkty uboczne (DPB), które mogą powstać po leczeniu. Aby zapobiec tym produktom ubocznym, często wymagany jest dodatkowy etap odchlorowania, zanim cokolwiek innego będzie można wykonać z uzdatnioną wodą. Cząsteczka ⦁OH może łączyć się, tworząc wodę. Największymi problemami byłyby tworzenie bromianów i nadmiar nadtlenku, ale można sobie z nimi poradzić w dobrze zaprojektowanym systemie zaawansowanego procesu utleniania.

• Mineralizacja substancji organicznych

AOP może przekształcać materiały organiczne w wodzie w stabilne związki nieorganiczne, takie jak woda, dwutlenek węgla i sole.

• Potrafi traktować prawie wszystkie materiały organiczne i usuwać niektóre metale ciężkie

Wysoce reaktywny charakter ⦁OH oznacza, że ​​te cząsteczki będą atakować prawie wszystkie materiały organiczne bez rozróżniania, a zatem mogą usuwać wiele różnych zanieczyszczeń w jednym naczyniu reaktora, w tym zmniejszając kilka metali ciężkich.

• Może działać do dezynfekcji

Szczególnie w przypadku dezynfekcji UV moc utleniania systemów AOP czyni je zdolnymi do działania jako etap dezynfekcji wszelkich patogenów, które mogą być obecne w wodzie.

• Brak produkcji szlamu jak w procesach chemicznych lub biologicznych

Zaawansowany proces utleniania nie traktuje wody i ścieków poprzez przenoszenie zanieczyszczeń do innej fazy. Inne procesy obróbki tworzą ciała stałe, takie jak szlam, które należy odfiltrować i traktować oddzielnie.

• Nie koncentruje odpadów do dalszej obróbki

Rozwiązania do obróbki, takie jak membrany, powodują zwiększone stężenia zanieczyszczeń odpadowych, ponieważ jedynie oddzielają czystą wodę od związków zanieczyszczających. AOP tymczasem bezpośrednio reaguje z zanieczyszczeniami i redukuje je do nieszkodliwych związków. Proces ten zmniejsza zatem ich stężenia w ściekach.

Wady

• Stosunkowo wysokie koszty kapitału i eksploatacji / utrzymania

Być może największą wadą procesu AOP są jego koszty. Najbardziej znaczące są koszty eksploatacji i konserwacji związane z wymaganą energią i odczynnikami chemicznymi do obsługi systemu.

• Złożona chemia dostosowana do konkretnych zanieczyszczeń

Zaawansowane procesy utleniania mają kilka różnych wariantów. Warianty te muszą być starannie dobrane, aby skutecznie leczyć przedmiotową wodę / ścieki. Proces ten jest również procesem zależnym od dawki, więc odpowiednie ilości cząsteczek ⦁OH są tworzone w celu osiągnięcia pożądanego poziomu obróbki. Taka złożona chemia będzie prawdopodobnie wymagać wysoko wykwalifikowanych inżynierów do prawidłowego zaprojektowania systemu.

• Może być konieczne rozważenie usunięcia resztkowego nadtlenku

Zaawansowane systemy procesów utleniania wykorzystujące nadtlenek wodoru powinny być dokładnie kontrolowane pod kątem pozostałości H₂O₂ ponieważ może mieć potencjalnie negatywny wpływ na późniejsze etapy leczenia. Ten resztkowy nadtlenek wodoru może być szkodliwy dla ludzi. Jednak staranne zaprojektowanie systemu może zapobiec nadmiarowi pozostałości H2O2 i związanych z tym konsekwencji.

Czy rozważasz włączenie zaawansowanego procesu utleniania do swojego systemu oczyszczania wody lub ścieków? Skontaktuj się z Genesis Water Technologies na 1-877-267-3699 lub pocztą elektroniczną pod adresem customersupport@genesiswatertech.com za wstępną konsultację bez kosztów w celu omówienia wniosku.