Geavanceerde oxidatie zonder chemicaliendosering

In de waterzuivering kunnen organische microverontreinigingen worden afgebroken met behulp van geavanceerde oxidatie. Toegevoegde oxidanten kunnen zorgen voor directe afbraak van de verontreinigen, maar de oxidanten kunnen nog effectiever worden ingezet als deze eerst radicalen vormen die nog sterkere oxidatieve werking hebben. Een voorbeeld is de toevoeging van peroxide die onder invloed van UV straling OH-radicalen vormt.

Technologie

In dit project wordt UV-gebaseerde geavanceerde oxidatie onderzocht en ontwikkeld waarbij toevoeging van oxidanten niet meer nodig is (of in sterk verminderde mate). Radicalen kunnen namelijk ook gevormd worden met watermoleculen bij lagere golflengtes UV. Een lagedruk UV lamp zendt niet alleen licht uit bij 254nm die wordt gebruikt in de conventionele UV-peroxide technologie, maar ook bij 185nm. Deze lage golflengte wordt in de huidige situatie weggefilterd, maar het idee is nu om deze te gaan inzetten voor radicaalvorming.

Uitdaging

Veel reactieconstanten zijn bekend bij de standaard golflengte van 254nm, met en zonder toevoeging van een dosis peroxide. Voor 185 nm zijn deze reactieconstanten veel minder beschreven. Experimenten met eengerichte lichtbundel (collimated beam) op een watersample om de afbraak van stoffen te onderzoeken zijn bij deze lage golflengte complexer o.a. vanwege ozonvorming en gebrek aan gavlideerde meetmethoden. In het onderzoek zal dan ook veel methodeontwikkeling en validatie plaatsvinden.

Voor deze lage golflengte is daarnaast bekend dat deze binnen zeer korte afstand van de lamp volledig is geabsobeerd door het water. Dit betekent dat er een intensieve menging moet plaatsvinden rond de lampoppervlakte en dat de lampdichtheid ten opzichte van conventionele UV reactoren veel hoger moet liggen. Een uitdaging in het project is dan ook het ontwikkelen van een computational fluid dynamics model, gevalideerd met labopstelling, op basis waarvan een nieuwe type reactor kan worden ontworpen.