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Spurenstoffelimination und Desinfektion in Abwässern mit immobilisiertem TiO2-Photokatalysator

 
: Schulze, Erik; Saft, Franziska; Faßauer, Burkhard; Adler, Jörg; Michaelis, Alexander

Wessling, M. ; TH Aachen -RWTH-, Institut für Siedlungswasserwirtschaft:
Verfahren der Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung : 11. Aachener Tagung Wassertechnologie; Begleitbuch zur 11. Aachener Tagung Wassertechnologie, 27. - 28. Oktober 2015
Aachen, 2015
ISBN: 978-3-95886-056-8
pp.107-114
Aachener Tagung Wassertechnologie (AWT) <11, 2015, Aachen>
German
Conference Paper
Fraunhofer IKTS ()
Abbaureaktion; Desinfektion; photokatalytischer Abbau

Abstract
Für den photokatalytischen Abbau von Wasserverunreinigungen wurden offenzellige Aluminiumoxid-Keramikschäume hergestellt und mit Titandioxid beschichtet. Zur Bewertung der photokatalytischen Aktivität der Schäume erfolgte eine Untersuchung des primären (Hydroxylradikalbildung) und der sekundären (Abbaureaktionen) Effekte unter UV-C-Bestrahlung. Die Ergebnisse zeigen, dass photokatalytisch aktive Schaumkeramiken einen vielversprechenden Ansatz zur Lösung aktueller Problemstellungen in der Aufbereitung von Wasser und Abwasser bieten. Der erste Schritt zur Entwicklung eines neuartigen Abwasserreinigungskonzeptes, für eine zuverlässige Eliminierung persistenter Spurenstoffe sowie mikrobiologischer Verunreinigungen, konnte erfolgreich mit der Herstellung verschiedener offenporiger, photokatalytisch aktiver Schaumkeramiken gegangen werden. Die Wirksamkeit der entwickelten Photokatalysezelle wurde anhand der c-oH-Bestimmung belegt und anhand der sekundären Effekte und damit den erwünschten Abbaureaktionen von Verunreinigungen untermauert. Dabei konnte gezeigt werden, dass die TiO2 beschichteten Keramikschäume einen vielversprechenden Ansatzpunkt zur Lösung aktueller Probleme bei der Abwasseraufbereitung bieten. Mit einem Energieaufwand von lediglich 64 Wh wurden 26 mg CBZ aus 10 Litern einer vorgelegten Modelllösung eliminiert. Die parallel bestimmte Reduktion des TOC um ∼60% zeigt, dass mit diesem geringen Energieaufwand auch alle Metaboliten komplett zu CO2 und Wasser umgesetzt werden können. DCF zeigte unter den gegebenen Bedingungen eine noch bessere Abbaubarkeit und kann bei gleichem Energieaufwand zu 95% eliminiert werden. Bei der Betrachtung realer Abwässer spielt der Abbau von potentiell gesundheitsgefährdenden Mikroorganismen die größte Rolle. Die Einhaltung der Badegewässerrichtlinie für ausgezeichnete Qualität konnte bei einem Ausgangswert für E. coli von über 62.000 MPN/100 mL bereits nach 3 Durchläufen und einem Energieeintrag von 1,6 kWh/m3 erreicht werden. Erste Versuche im Technikumsmaßstab mit höheren Durchsätzen und einem vergrößerten Reaktorvolumen zeigen, dass ein großes Interesse bestehen sollte, die Entwicklung von Versuchsanlagen auf Grundlage offenzelliger Schaumkeramiken voranzutreiben und so eine effektive Lösung für die zukünftige Wasser- und Abwasserreinigung bereitzustellen. Dabei ist auch die Kombination mit weiteren Verfahren denkbar, um den Abbau persistenter Verunreinigungen noch weiter zu optimieren.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-506662.html