Technologie pro recyklaci vody

Typ procesu

Fyzikálně chemické procesy

Skupina technologií

Oxidačně redukční procesy

Název procesu

Pokročilé redukční procesy

Popis technologie

Přestože oxidačně redukční procesy ve většině případů cílí na oxidaci polutantů, jsou sloučeniny, u kterých lze míru závadnosti snížit i opačným postupem - převodem na redukovanou formu. V případě organických látek jde např. o halogenované deriváty nebo nitrosloučeniny. Z anorganických polutantů jsou typickými příklady (di)chromany, bromičnany, ...

Jednou z možných cest jak této redukce docílit je aplikace tzv. pokročilých redukčních procesů (Advanced Reduction Processes ARPs), které jsou založeny na generování vysoce reaktivních redukujících radikálů, jako jsou radikál vodíkový nebo hydratovaný elektron. Tyto radikály vznikají aktivací redukčního činidla (siřičitan, dithioničitan) např. UV nebo mikrovlnným zářením, elektronovým paprskem nebo ultrazvukem.

Aktuálnost

ve výzkumu

Vhodné pro srážkové vody

ne

Typické reaktory a jejich uspořádání

Většina aplikací je v současnosti na úrovni laboratorních/poloprovozních experimentů, nicméně vzhledem k tomu, že jako nejúčinnější aktivační postup se jeví UV záření, reaktory jsou většinou koncipovány jako fotochemické.

Typické schéma

Cílené znečištění

Halogenované sloučeniny, chromany a dichromany, dusičnany, bromičnany

Kritické parametry

Dávka redukčního činidla: Většinou rozhodující z hlediska ekonomické proveditelnosti. Vodíkový radikál a hydratovaný elektron nejsou selektivní a mohou být spotřebovávány i na vedlejší reakce. Vedlejší reakce mohou zvyšovat spotřebu i samotných redukčních činidel.

Potenciál procesu pro tvorbu nežádoucích (toxických) vedlejších produktů: Produkty částečné transformace některých látek mohou být rizikovější než původní polutant.

Inhibiční vlivy

Přítomnost zhášečů radikálů: Některé látky, označované jako zhášeče (radical scavenger), eliminují vzniklé radikály a zvyšují spotřebu činidel a snižují účinnost procesu. Jde například o uhličitany nebo hydrogenuhličitany.

Dosažitelné koncentrace cílového znečištění

Vzhledem k tomu, že se jedná o redukční proces, koncentrace redukované formy polutantu je ekvivalentní výchozí koncentraci formy oxidované.

Hygienizační funkce

ne

Investiční náklady

V současnosti nedostatečná data. Lze očekávat značnou variabilitu podle zvoleného aktivačního postupu a charakteru a množství vstupní vody.

Prostorová náročnost

Odvíjí se zcela od množství čištěných vod a zvoleného typu redukčního procesu.

Energetická náročnost

Je spojena především s čerpáním a se spotřebou el. energie pro aktivační krok (např. UV záření).

Náročnost na obsluhu

Porozumění principům daného procesu, pochopení faktorů, které ho ovlivňují a znalost možných rizik a problémů jsou naprosto nezbytné.

Provozní náklady

Spojené s náklady na elektrickou energii a s aplikací redukčních činidel.

Chemikálie

redukční činidla, případně kyselina/hydroxid pro úpravu pH

Měření a regulace

průtok, dávka činidel, pH, ORP, teplota

Vyžadovaná předúprava

Odstranění nerozpuštěných látek i zákalu, případně dalších látek, které by zvyšovaly spotřebu činidel nebo rušily proces.

Vyžadované dočištění

Záleží na typu redukovaného polutantu. Nutné zejména v případě organických látek.

Typická průmyslová odvětví

Chemický průmysl

Vellanki, B. P., et al. (2013). "Advanced reduction processes: A new class of treatment processes." Environmental engineering science 30(5): 264-271.

Xiao, Q., et al. (2017). "An overview of advanced reduction processes for bromate removal from drinking water: Reducing agents, activation methods, applications and mechanisms." J Hazard Mater 324(Pt B): 230-240.

Yu, X., et al. (2018). "Effects of process variables and kinetics on the degradation of 2,4-dichlorophenol using advanced reduction processes (ARP)." J Hazard Mater 357: 81-88.