Elektrolysesauerstoff zur Anwendung in der Abwasserreinigung - Elimination von Mikroschadstoffen über Ozonierung und Photokatalyse

Abstract

Ziel des Vorhabens war die Entwicklung eines Gesamtsystems zur Eliminierung von Mikroschadstoffen in der 4. Reinigungsstufe einer Versuchskläranlage. Mikroverunreinigungen und Medikamentenrückstände werden immer häufiger auch im Trinkwasser gefunden. Sie sind schädlich sowohl für die Umwelt als auch für den Menschen. Um diesem Problem zu Leibe zu rücken werden bisher für die 4. Reinigungsstufe in Kläranlagen vor allem die folgenden Techniken verwendet:

Adsorptive Verfahren, Biologische Verfahren, Physikalische Verfahren, Oxidative Verfahren

Im bereits erfolgten Forschungsprojekt Photox wurde die Kombination aus Ozonierung und nachgeschalteter Photokatalyse untersucht. Hierbei wurde ein Rotationsreaktor entwickelt und betrachtet. Es wurde nachgewiesen, dass die Kombination der beiden Verfahren zu einer Erhöhung der Abbauraten führt. Allerdings zeigte sich eine hohe Abhängigkeit des Abbaus zur Katalysatorfläche je m³ Abwasser. Deswegen bedarf es einer völligen Neuentwicklung für dieses Projekt, wobei folgende Punkte mit einfließen müssen:

Reduzierung der beweglichen Teile im Vergleich zum Photox Reaktor Nutzung von Unter-Wasser-LED's für den Aufbau Neuer Aufbau für eine effektivere Nutzung des Ozons und eventuell eines Kreislaufes für "Nicht genutztes Ozon"

Im Verbundvorhaben h2well-Pho2zon wurde daher die neue Verfahrenskombination aus Ozonung in einem kompakten Rohrreaktor und Photokatalyse umgesetzt und erforscht. Zudem erfolgt die Sauerstoffversorgung anstatt wie üblich mit großtechnisch erzeugtem Liefersauerstoff. Damit soll eine neue sehr ressourcen- und bauraumeffiziente Verfahrenskombination für die 4. Reinigungsstufe entwickelt werden. Die innovativen Lösungsansätze des Vorhabens, insbesondere den Teil der Lynatox GmbH betreffend, sind wie folgt:

eine Kombination der Verfahren Ozonierung und Photokatalyse zur Mikroschadstoffaufspaltung, ein abgestimmtes, bauraumoptimiertes Anlagensystem bestehend aus Ozonierungsreaktor und Photokatalyse-Modulen, ein entwickelter Forschungsdemonstrator im technischen Maßstab in Form einer Versuchskläranlage zur Untersuchung der Systemeffizienz unter Realbedingungen, ein Modellansatz zur Anlagendimensionierung in Kombination mit der Wasserelektrolyse, ein entwickeltes Betriebskonzept für das Gesamtsystem im technischen Maßstab