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Untersuchung eines photokatalytisch unterstützten Hybridsystems auf sein Potenzial zur Inaktivierung und Prävention mikrobieller Verunreinigungen

 
: Wienes, D.
: Bönisch, G.; Gehrke, I.; Keuter, V.; Nowak, O.

Dresden, 2010, XXII, 114 pp.
Dresden, TU, Dipl.-Arb., 2010
German
Thesis
Fraunhofer UMSICHT Oberhausen ()
membrane filtration; titanium dioxide; advanced oxidation process (AOP); photocatalysis; decontamination

Abstract
In vielen technischen Systemen der Abwasserbehandlung ist die Ausbildung von Biomasse erwünscht und für den Abbau organischer Wasserinhaltsstoffe erforderlich. Für den Betrieb von Membransystemen ist Biomassewachstum jedoch abträglich und führt infolge Deckschichtbildung zu hohen Druck-, und Energieverlusten, einhergehend mit einem erhöhten finanziellen Aufwand für Instandhaltungsmaßnahmen. Titandioxid ist als Halbleitermaterial in der Lage, unter photonischer Anregung Redoxprozesse zu katalysieren, welche die Bildung reaktiver Sauerstoffspezies beinhalten. Grundgedanke ist die Implementierung des Advanced Oxidation Process (AOP) zur Prävention mikrobieller Verunreinigungen auf die Sieboberfläche von Filtrationseinheiten.
Es wurden Einflussgrößen auf die photokatalytische Dekontamination festgestellt und die Photoaktivität der Filtrationsaggregate sowie deren antibakterielle Wirkung bewertet. Weiterhin wurden die Filtrationsaggregate auf ihre Anwendbarkeit für den Abwasserbehandlungsprozess eines Industriebetriebes untersucht. Im Rahmen der Untersuchungen konnte keine photokatalytisch induzierte Desinfektion an den Aggregaten festgestellt werden. Die mangelnde photokatalytische Aktivität soll zukünftig durch Optimierung des Beschichtungsprozesses verbessert werden.

 

In many technical systems of wastewater treatment the growth of biomass is desirable and necessary for the extraction of organic compounds. However, the growth of biomass is detrimental to the operation of membrane systems and leads to a high loss of dynamic head and energy due to the forming of biofilm. Hence follow higher cost of maintenance. Titandioxid as a semiconductor, under photonic stimulation, can act as a catalyst for redox reactions that result in the formation of reactive oxygen species. The basic idea is the implementation of the Advanced Oxidation Process (AOP) in order to prevent microbiological contamination on the sieve surface of filtration units.
Parameters which influence photocatalytic decontamination have been identified, photoactivity of filter units and their antibacterial effect have been assessed. Furthermore, filter units have been checked for their use in the wastewater treatment process of industrial companies. Within the context of this investigation there could not be recognized any desinfection on the units induced by photocatalysis. In future the insufficient photocatalytic activity is to be improved by an optimized coating process.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-165449.html