Internationale Zeitschrift für Abfallressourcen

Abstrakt

Vergleich von UV-Konzentrationsgeometrien als Element zur Steigerung der photokatalytischen Effizienz fortschrittlicher Oxidationsprozesse in ringförmigen Batch-Systemen

Tonahtiuh Rendon, Fernando Hernandez und Juan Castillo

Die vorliegende Untersuchung untersucht die Effizienz, die durch den Einsatz von zwei Kollektoren für ultraviolette Strahlung in einem ringförmigen photochemischen Batch-Reaktor erreicht wird. Die erste Geometrie entspricht einem konzentrischen Zylinder mit der Strahlungsquelle, die aus einer Quecksilberlampe mit einer Leistung von 1000 Watt besteht. Die zweite Anordnung besteht aus zwei zusammengesetzten parabolischen Kollektoren mit gegenüberliegenden Öffnungsflächen, einem Konzentrationsfaktor von eins und einem Akzeptanzwinkel von 90°. Die erzielten Ergebnisse zeigen die Fähigkeit beider Geometrien, die Effizienz des Systems während des Abbaus des Säurefarbstoffs Blue Erionyl AR, der in wässrigen Medien gelöst ist, durch die Anwendung fortschrittlicher Oxidationsprozesse in einer homogenen Phase aus ultravioletter Strahlung und H2O2-Katalysatoranwendung zu erhöhen. Durch die Verwendung von 0,05 ml pro Liter Wasserstoffperoxid bei 50 % als OH-Radikalquelle und einer Farbstoffkonzentration von 50 ppm ermöglichen die Kollektoren den fotochemischen Abbau von 98,4 bzw. 100 % des Farbstoffs in einer Versuchszeit von 5 Minuten. Die Versuche ergaben also eine Steigerung der Systemeffizienz um 3,4 bzw. 5,5 %. Im Gegensatz zum ursprünglichen System und der Anwendung des zylindrischen Kollektors zeigten die gegenüberliegenden zusammengesetzten Parabolkonzentratoren eine bessere Fähigkeit zum Abbau der Zwischenprodukte, die während des Mineralisierungsprozesses der Textilverbindung entstehen und Lichtstrahlung bei Wellenlängen zwischen 230 und 480 nm absorbieren. Dies trägt zu einer Verkürzung der Wasseraufbereitungszeit und einer Einsparung von Strom bei.