Neuer Wasseraufbereitungsansatz hilft, schädliche Chemikalien zu vermeiden

earthpressnews

Das Wasser, das aus Ihrem Wasserhahn kommt, ist trinkbar, aber das bedeutet nicht, dass es völlig sauber ist. Chlor ist seit langem der Standard für die Wasseraufbereitung, enthält jedoch häufig Spuren von Desinfektionsnebenprodukten und unbekannten Verunreinigungen. Forscher des Georgia Institute of Technology haben den Minus-Ansatz entwickelt, um mit diesen schädlichen Nebenprodukten umzugehen.

Anstatt sich auf die herkömmliche Zugabe von Chemikalien zu verlassen (bekannt als Plus-Ansatz), werden beim Minus-Ansatz Desinfektionsmittel, chemische Gerinnungsmittel und fortgeschrittene Oxidationsprozesse vermieden, die für Wasseraufbereitungsprozesse typisch sind. Es verwendet eine einzigartige Mischung aus Filtermethoden zur Entfernung von Nebenprodukten und Krankheitserregern, sodass Wasseraufbereitungszentren ultraviolettes Licht und viel geringere Dosen chemischer Desinfektionsmittel verwenden können, um zukünftiges Bakterienwachstum im Verteilungssystem zu minimieren.

„Der Minus-Ansatz ist ein bahnbrechendes philosophisches Konzept in der Wasseraufbereitung“, sagte Yongsheng Chen, Bonnie W. und Charles W. Moorman IV-Professor an der School of Civil and Environmental Engineering. „Das Hauptziel besteht darin, diese Ergebnisse zu erzielen und gleichzeitig die Abhängigkeit von chemischen Behandlungen zu minimieren, die zu verschiedenen Problemen im Hauptwasseraufbereitungsstrom führen können.“

Chen und sein Schüler Elliot Reid, der Hauptautor, hielten einen Vortrag der Minus-Ansatz im Papier „Der Minus-Ansatz kann den Standard der Praxis der Trinkwasseraufbereitung neu definieren“, im Umweltwissenschaft und -technologie Tagebuch.

Der Minus-Ansatz trennt entstehende Verunreinigungen und Desinfektionsnebenprodukte physisch vom Hauptwasseraufbereitungsprozess mithilfe dieser bereits bewährten Prozesse:

  • Uferfiltration entzieht natürlich vorkommenden oder angelegten Ufern wie Flüssen oder Seen Wasser. Während das Wasser durch die Erd- und Kiesschichten fließt, filtert es auf natürliche Weise Verunreinigungen, Schwebstoffe und bestimmte Mikroorganismen heraus.
  • Die Biofiltration nutzt biologische Prozesse zur Aufbereitung von Wasser, indem sie es durch Filterbetten aus Sand, Kies oder Aktivkohle leitet, die das Wachstum nützlicher Mikroorganismen unterstützen können, die wiederum Schadstoffe entfernen können.
  • Adsorption tritt auf, wenn ein adsorbierendes Material wie Aktivkohle zum Einfangen von Verunreinigungen verwendet wird.
  • Bei der Membranfiltration wird eine semipermeable Membran verwendet, um Partikel und Verunreinigungen aus dem Hauptbehandlungsprozess zu trennen.

    • Der Minus-Ansatz soll die Wassergemeinschaft dazu einbeziehen, sicherere, nachhaltigere und intelligentere Systeme zu entwerfen. Da die Technologien bereits verfügbar und bewährt sind, kann der Minus-Ansatz sofort umgesetzt werden.

    Es kann auch mit künstlicher Intelligenz (KI) integriert werden, um die Wirksamkeit der Filterung zu verbessern. KI kann Prozessoptimierung, vorausschauende Wartung, Fehlererkennung und -diagnose, Energieoptimierung und Entscheidungsunterstützungssysteme unterstützen. KI-Modelle waren außerdem in der Lage, den Ursprung verschiedener Arten von Verschmutzung im Quellwasser zuverlässig vorherzusagen, und Modelle haben auch erfolgreich Rohrleitungsschäden und mikrobielle Kontamination erkannt, was eine schnelle und effiziente Wartung ermöglicht.

    „Diese innovative Philosophie zielt darauf ab, traditionelle Wasseraufbereitungspraktiken zu revolutionieren, indem sie eine nachhaltigere und umweltfreundlichere Lösung bietet“, sagte Chen. „Durch die Verringerung der Abhängigkeit von chemischen Behandlungen verringert der Minus-Ansatz die potenziellen Risiken, die mit der Verwendung solcher Chemikalien verbunden sind, und fördert so eine sicherere Wasserversorgung sowohl für den menschlichen Verbrauch als auch für den Umweltschutz.“

    Mehr Informationen:
    Elliot Reid et al., Der Minus-Ansatz kann den Praxisstandard der Trinkwasseraufbereitung neu definieren, Umweltwissenschaft und -technologie (2023). DOI: 10.1021/acs.est.2c09389

    Bereitgestellt vom Georgia Institute of Technology

    ph-tech