Banyak zat berbahaya dalam air limbah dengan keras kepala menolak dipecah oleh pabrik pengolahan air limbah biologis. Peneliti Fraunhofer telah mengembangkan sistem reaksi fotokimia di mana air dapat diolah secara andal pada laju aliran tinggi dengan sinar UV tanpa harus menambahkan katalis kimia. Mereka akan mempresentasikan prototipe industri awal di IFAT tahun ini' di Munich, 5-9 Mei.
Ada banyak hal dalam air limbah kita yang seharusnya tidak masuk ke lingkungan -- namun instalasi pengolahan air limbah hanya menghilangkan sebagian dari kontaminan ini. Secara khusus, bakteri yang biasa digunakan dalam tahap pengolahan biologis tidak berpengaruh pada zat persisten, yang meliputi senyawa hidrokarbon yang sangat stabil. Hasilnya: residu bahan pembersih dan pestisida serta zat farmakologis mencapai perairan lingkungan. Pemuatan zat berbahaya semacam ini di Laut Utara, misalnya, sudah jelas terukur saat ini.
Para peneliti dari Fraunhofer Institute for Interfacial Engineering and Biotechnology IGB di Stuttgart bersama dengan mitra industri internasional kini telah mengembangkan sistem reaksi kimia baru yang memecah jenis molekul tangguh dan berbahaya ini secara menyeluruh dan efisien -- tanpa harus menambahkan bahan kimia seperti hidrogen peroksida, contohnya. Sebaliknya, para peneliti pada dasarnya menggunakan"penyembuhan diri" kekuatan air dibantu oleh fotolisis (disosiasi fotokimia alias). Prinsip fotolisis didasarkan pada pemecahan molekul air menggunakan foton. Semakin pendek panjang gelombang cahaya, semakin tinggi foton' energi. Oleh karena itu peneliti menggunakan sumber cahaya dalam sistem ini yang memancarkan sinar UV secara eksklusif di wilayah 172 nanometer -- yaitu foton yang sangat energik. Segera setelah foton ini memasuki air, mereka memecah molekul H2O, membentuk radial hidroksil yang sangat reaktif sebagai hasilnya."Senyawa hidroksil ini memiliki potensi reaksi yang lebih tinggi daripada oksigen atom, misalnya. Oleh karena itu mereka mampu menguraikan bahkan senyawa hidrokarbon yang sangat stabil yang terkandung dalam residu berbahaya," jelas Siegfried Egner, kepala departemen Teknologi Proses Fisik di IGB.
Mengontrol pergerakan air
Namun, ada satu hal yang menarik: proses ini hanya terjadi di sekitar pemancar UV -- elemen kaca datar persegi panjang yang ditempatkan di bejana reaktor. Ketika daya diterapkan pada elemen, radikal hidroksil membentuk lapisan batas reaktif tipis hanya sekitar 50 mikrometer yang mengelilingi permukaan luar kaca. Untuk memastikan tidak ada partikel berbahaya yang lolos tanpa diolah, air harus diarahkan secara terkendali dan dapat diverifikasi melalui lapisan batas ini -- tugas yang benar-benar rumit. Di satu sisi, Anda harus memastikan seluruh isi bejana reaktor dirawat. Di sisi lain, para peneliti ingin memastikan bahwa setiap radikal hidroksil tunggal yang terbentuk juga digunakan untuk reaksi kimia. Ini karena radikal hidroksil yang sangat reaktif berumur sangat pendek. Jika tidak ada"segar" molekul ditemukan bereaksi dengan selama interval waktu ini, energi radikal hidroksil tidak terpakai. Para ahli di Stuttgart telah berhasil mengendalikan pergerakan air dengan tepat sehingga semua isi bejana reaktor dirawat dengan andal dan sangat efisien.
Prototipe industri pertama, yang memiliki through-put 2,5 meter kubik per jam, akan ditampilkan oleh para peneliti dan mitra industri mereka di pameran dagang."Jumlah variasi tertentu adalah normal, karena kecepatan pemrosesan tentu saja bergantung pada tingkat kontaminasi juga," jelas Egner. Untuk memastikan air benar-benar dibuang hanya jika kualitasnya sempurna, unit dilengkapi dengan mekanisme keamanan tambahan. Sistem sensor terletak tepat di port pembuangan yang memantau air untuk zat berbahaya. Air dibuang hanya setelah kotoran turun di bawah nilai maksimum yang diizinkan. Seluruh unit sepenuhnya otomatis dan dapat diprogram -- misalnya, dapat dinyalakan dan dimatikan tergantung pada tarif daya listrik yang ditawarkan.
Sumber Cerita:
Bahan:disediakan olehFraunhofer-Gesellschaft.Catatan: Konten dapat diedit untuk gaya dan panjangnya.
