廉价的铁催化剂可以将处理废水中合成雌激素的成本降低一半
一系列铁基催化剂可以降低成本从水源中去除一半用于口服避孕药的内分泌干扰合成雌激素英国布鲁内尔大学和美国卡耐基梅隆大学的研究小组的一项研究发现。1雌激素，17a-乙炔雌二醇(EE2)，已经成为污水处理设施的头痛问题，因为去除它的成本很高，而且已知即使浓度在万亿分之一的较低水平，也会使雄性鱼类雌性化。雄性鱼类的女性化损害了它们的繁殖成功率，最终导致鱼类种群的崩溃。
催化剂设计者解释说，臭氧和活性炭可以用来去除EE2，但这两种技术都有缺点特里·柯林斯卡内基梅隆大学。例如，臭氧水处理还会产生有毒的副产物，包括环氧化物和溴酸盐，需要通过进一步的净化阶段去除。与此同时，活性炭是通过燃烧有机来源形成的。研究人员表示，能源需求、资本和运营成本是这两种技术广泛采用的“巨大障碍”。
在对英国城市废水的测试中柯林斯公司开发的TAML活化剂可以降解多种微污染物，包括EE2。这种催化剂被设计成过氧化物酶的微型复制品，过氧化物酶可以激活过氧化氢来氧化化学物质。柯林斯说，特别地，这种催化剂还非常擅长分解酚基，比如雌激素中的酚基。
为了使废水符合拟议的欧盟水质标准，布鲁内尔的一个团队由苏珊的失业据估计，要升级英格兰和威尔士的1400个污水处理厂，使用现有的先进管道末端处理技术，将花费超过300亿英镑。拉克什神田布鲁内尔估计，从废水中去除臭氧EE2的成本通常为0.13英镑/米3.的水。他说:“与TAML/过氧化氢工艺相比，假设使用10-20ppm的过氧化氢剂量，与臭氧相比，英国大多数工厂的成本可节省高达50%。”
“纯洁”
作为一名绿色化学家，柯林斯长期以来一直对专利催化剂的商业化采取谨慎态度，首先希望确保它们本身不会产生毒性作用。他曾与内分泌干扰专家合作，这些专家筛查过毒性作用用斑马鱼胚胎进行发育毒性测试在美国俄勒冈州立大学Robert Tanguay管理的设施中。2对7种TAML催化剂的斑马鱼分析表明，其中4种催化剂“非常干净”，而其他现已被废弃的催化剂在高浓度时可能会造成不良影响。
布鲁内尔和卡内基梅隆大学的研究小组现在已经对其中两种非常干净的TAML过氧化物活化剂进行了测试。首先，他们证明了催化剂在纯实验室水、城市污水和EE2添加尿中以纳摩尔浓度有效地降解EE2。柯林斯说:“这些催化剂在持续五六个小时的时间里，不停地进行着大量的循环。”基于实验室的测试表明，1公斤更具“侵略性”的催化剂足以处理20万吨水。柯林斯认为，在复杂的实际水系统中，这个数字可能会下降到20 - 3万吨。
TAML技术的商业化计划仍然保密，尽管该团队正在与瑞士国家实验室“建立关系”，以研究如何将该技术纳入废水处理系统。根据《水资源保护法》，瑞士对EE2等微污染物采取强硬立场，并计划在大量废水处理厂增加一个额外的处理阶段，从2016年到2040年实施。
柯林斯一直致力于改进催化剂，例如，使它们在最佳pH7下工作最好，而不是pH8-10。该团队还在调整变量，以获得最佳的催化剂和过氧化氢浓度。
柯林斯说:“只有一种臭氧，但有很多TAML催化剂，未来还会有更多。”“我们正处于技术不断完善的过程中，可以说这项技术已经至少和臭氧技术一样好，甚至可能更好。”
“这项研究解决了废水处理领域的一个关键问题，”评论道伊恩•沃克他是研究型咨询公司WRc的技术总监。“目前的解决方案运营成本和实施成本都很高;这些新型催化剂的应用为长期解决微污染物问题带来了真正的希望。”
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