In veel water- en afvalwaterzuiveringstoepassingen zijn er een aantal verontreinigende stoffen die moeilijk alleen met fysische, chemische of biologische middelen te verminderen zijn. De laatste jaren is er een groeiende bezorgdheid over farmaceutische geneesmiddelen in drinkwater en aquatische omgevingen. Pesticiden worden gevangen in afvoer van boerderijen naar zoetwatervoorraden. Persoonlijke verzorgingsproducten worden meestal weggespoeld in het systeem waaraan ze zijn gekoppeld. Het percolaat van stortplaatsen is een giftige cocktail van verbindingen die in grondwaterbronnen kunnen lekken. Dergelijke verontreinigingen vallen in de categorie micropolluenten, omdat ze zo klein zijn. Alleen al hun grootte is een deel van de reden dat ze op bepaalde manieren zo moeilijk uit water en afvalwater te verwijderen zijn. Efficiëntere verwijdering vereist een krachtiger oxidatieproces, dit proces wordt een genoemd geavanceerd oxidatieproces (AOP).

Dit proces creëert krachtige oxidatiemiddelen in de vorm van hydroxide (OH^-), maar meer in het bijzonder, zijn neutrale variant het hydroxylradicaal (-OH). Het oxidatiepotentieel is tweemaal dat van chloor, een veelgebruikt desinfectiemiddel. Hydroxylradicalen zijn de drijvende krachten achter veel geavanceerde oxidatieprocessen. Ozon (O₃), waterstofperoxide (H₂O₂) en ultraviolet licht (UV) worden vaak in verschillende combinaties gebruikt om OH in voldoende hoeveelheden te produceren om organische (en sommige anorganische) verontreinigende stoffen af ​​te breken. Dit proces kan deze verontreinigende concentraties verminderen, mogelijk van honderden delen per miljoen (ppm) tot slechts enkele delen per miljard (ppb).

Deze radicalen zijn niet-selectief en vallen daarom bijna alle organische materialen aan. Nadat deze verontreinigingen eenmaal zijn afgebroken door het ⦁OH-radicaal vormen ze tussenproducten. Die tussenproducten reageren zelf met de oxidatiemiddelen en mineraliseren tot stabiele verbindingen.

Geavanceerde oxidatie bestaat al enkele jaren. Daarom heeft dit proces zijn nut meer dan bewezen, maar het wordt nog steeds dienovereenkomstig onderzocht en geoptimaliseerd.

Een krachtig behandelingsproces zoals het geavanceerd oxidatieproces heeft veel voordelen, maar het heeft ook zijn nadelen.

Hier zijn slechts enkele voor- en nadelen van dit specifieke proces:

VOORDELEN

• Snelle reactiesnelheden

Het OH-molecuul heeft enkele van de snelste reactiesnelheden van alle oxidatiemiddelen die worden gebruikt om water en afvalwater te behandelen vanwege het hoge oxidatiepotentieel en hun niet-selectieve aard. Deze snelle reacties resulteren in veel lagere retentietijden dan andere conventionele behandelingsprocessen.

• Kleine voetafdruk

Vanwege het oxidatievermogen van de ⦁OH-radicaal hebben geavanceerde oxidatieproceseenheden niet veel landoppervlak nodig om het benodigde debiet voor het systeem te verwerken.

• Theoretisch geen nieuwe gevaarlijke stoffen in water introduceren

Een van de problemen met chloordesinfectie zijn de zeer giftige bijproducten (DPB's) die na de behandeling kunnen ontstaan. Om deze bijproducten te voorkomen, is vaak een extra dechloreringsstap vereist voordat iets anders kan worden bereikt met het behandelde water. Het ⦁OH-molecuul kan worden gecombineerd om water te creëren. De grootste problemen zijn de vorming van bromaat en overtollig peroxide, maar deze kunnen worden aangepakt in een goed ontworpen geavanceerd oxidatieproces.

• Mineralisatie van organische stoffen

AOP kan de organische materialen in het water omzetten in stabiele anorganische verbindingen zoals water, koolstofdioxide en zouten.

• Kan bijna alle organische materialen behandelen en kan enkele zware metalen verwijderen

De zeer reactieve aard van ⦁OH betekent dat deze moleculen vrijwel alle organische materialen zullen aanvallen zonder te discrimineren en daarom veel verschillende verontreinigingen in één reactorvat kunnen verwijderen, inclusief het verminderen van enkele zware metalen.

• Kan werken voor desinfectie

Vooral bij gebruik met UV-desinfectie maakt het oxidatievermogen van AOP-systemen hen in staat om te fungeren als een desinfectiestap voor eventuele ziekteverwekkers die in het water aanwezig kunnen zijn.

• Geen slibproductie zoals bij chemische of biologische processen

Een geavanceerd oxidatieproces behandelt geen water en afvalwater door verontreinigende stoffen in een andere fase over te brengen. Andere behandelingsprocessen creëren vaste stoffen zoals slib die moeten worden uitgefilterd en afzonderlijk moeten worden behandeld.

• Concentreert afval niet voor verdere behandeling

Behandelingsoplossingen zoals membranen resulteren in verhoogde concentraties van de afvalverontreinigingen, omdat ze alleen schoon water scheiden van de verontreinigende stoffen. AOP reageert ondertussen direct met de verontreinigende stoffen en reduceert deze tot onschadelijke verbindingen. Dit proces verlaagt daarom hun concentraties in het effluent.

NADELEN

• Relatief hoge kapitaal- en exploitatie- / onderhoudskosten

Misschien wel het grootste nadeel van het AOP-proces zijn de kosten. De belangrijkste zijn de bedrijfs- en onderhoudskosten van de vereiste energie- en chemische reagentia om het systeem te laten werken.

• Complexe chemie op maat van specifieke verontreinigingen

Geavanceerde oxidatieprocessen hebben verschillende varianten. Deze varianten moeten zorgvuldig worden geselecteerd om het betreffende water / afvalwater efficiënt te behandelen. Dit proces is ook een doseringsafhankelijk proces, dus de juiste hoeveelheden OH-moleculen worden gevormd om het gewenste behandelingsniveau te bereiken. Een dergelijke complexe chemie zal waarschijnlijk zeer bekwame ingenieurs nodig hebben om het systeem correct te ontwerpen.

• Het verwijderen van resterend peroxide moet mogelijk worden overwogen

Geavanceerde oxidatieprocessystemen die waterstofperoxide gebruiken, moeten zorgvuldig worden gecontroleerd op rest H₂O₂ omdat het potentieel negatieve effecten kan hebben op latere behandelingsstappen. Dit resterende waterstofperoxide kan schadelijk zijn voor mensen. Een zorgvuldig ontwerp van het systeem kan echter overtollige resterende H2O2 en alle bijbehorende gevolgen voorkomen.

Overweegt u een geavanceerd oxidatieproces voor uw water- of afvalwaterbehandelingssysteem te integreren? Neem contact op met Genesis Water Technologies op 1-877-267-3699 of via e-mail op customersupport@genesiswatertech.com voor een gratis eerste consult om uw aanvraag te bespreken.