Ingenieure verwenden Elektrizität, um giftiges Wasser zu reinigen

Ein Team von Ingenieuren kann der Reinigung stark verschmutzter industrieller Abwasserströme einen Schritt näher kommen.

Forscher von der School of Chemical and Biomolecular Engineering entwickelten ein elektrochemisches Oxidationsverfahren mit dem Ziel, komplexe Abwässer zu reinigen, die einen toxischen Cocktail chemischer Schadstoffe enthielten.

"Unsere Studie, die in Algal Research veröffentlicht wurde, bezog sich auf Industrieabwässer, die während eines Biokraftstoff-Produktionsprozesses stark mit einem Cocktail aus organischen und anorganischen Spezies verunreinigt worden waren", sagte Julia Ciarlini Jungers Soares, die unter der Leitung von Dr. Alejandro Montoya in Chemical and Biomolecular Engineering promoviert.

Das kohlenstoff-, stickstoff- und phosphorhaltige Abwasser wurde in einer Pilotanlage erzeugt, die vom Team für die Produktion von Biokraftstoffen unter Verwendung von natürlich reichlich vorhandenen Mikroalgen konzipiert wurde.

Der Prozess beinhaltet die Behandlung von Abwasser mit Elektrizität unter Verwendung spezieller Elektroden. Sie leiteten Elektrizität ab, trieben dann Oxidationsreaktionen in der Nähe der Elektrodenoberflächen an und wandelten die organischen Verunreinigungen in unschädliche Gase, Ionen oder Mineralien um.

"Wir haben ein unglaublich leistungsfähiges Verfahren eingesetzt, das selbst die hartnäckigsten, nicht biologisch abbaubaren Schadstoffe wie Pharmazeutika und Pestizide sowie verschiedene Klassen organischer Verbindungen, die in vielen Industrieabwässern zu finden sind, eliminiert", sagte sie.

"Das Verfahren ist relativ einfach, erfordert weder den Zusatz von Chemikalien noch strenge Betriebsbedingungen und erzeugt keine zusätzlichen Abfallströme.

"Abwasser ist ein bedeutendes Problem für unsere Umwelt sowie für viele Industriezweige, die in ihren Prozessen beträchtliche Wassermengen verbrauchen, z.B. für Reaktionen, Transport, Waschen und Kühlen. Geeignete Lösungen für die Wiederverwendung oder Entsorgung zu finden, ist oft sehr anspruchsvoll und kostspielig.

"Das von uns angewandte elektrochemische Verfahren lässt sich problemlos auf Industrien anwenden, die strenge Vorschriften für die Abwasserentsorgung einhalten müssen, wie die Zellstoff- und Papierverarbeitung, Weinkellereien sowie pharmazeutische Produktionsanlagen.

"Weltweit erforschen Forscher Methoden für die Entwicklung von Biokraftstoffen aus Algen. Die Entwicklung von Alternativen für die Behandlung und Wiederverwendung dieser industriellen Abwässer ist ein heißes Forschungsthema und kann Möglichkeiten zur Energie- und Ressourcenrückgewinnung in einem zirkulären bioökonomischen Rahmen bieten.

Das Team wird in Kürze Forschungsarbeiten durchführen, die sich auf spezifische Schadstoffe konzentrieren, um die chemischen Umwandlungen, die während der elektrochemischen Oxidation stattfinden, besser zu verstehen und den Prozess zu verbessern.