Entwicklung eines Technologiekonzeptes für die Behandlung industrieller Prozesswässer mittels eines photokatalytisch gestützten Niedertemperaturplasma-Prozesses

Abstract

Die Prozesse zur Textilherstellung und -veredlung sind mit einem hohen Wasserbedarf und dem Einsatz einer Vielzahl von hochkonzentrierten Chemikalien verbunden. Die erforderliche Abwasserbehandlung ist komplex und teuer. Ein Teil der enthaltenen organischen Schadstoffe weist eine hohe Stabilität auf und kann nur unzureichend durch konventionelle Verfahren abgebaut werden. Unspezifisch reagierende, stark oxidativ wirkende radikalische Spezies, wie sie in verschiedenen AOP gebildet werden, sind prinzipiell in der Lage, auch rekalzitrante Verbindungen aufzubrechen. Im Projekt sollte ein neuartiges oxidatives Wasseraufbereitungsverfahren auf Basis der hochspannungsimpulsinduzierten Niedertemperaturplasmatechnologie mit integriertem Photokatalysator bis zu einem TRL von 5 entwickelt werden, mit dem die organischen Schadstoffe der Textilabwässer entsprechend der rechtlichen und technischen Erfordernissen der Abwasserbehandlung kosteneffizient abgebaut werden können. Im Vorhaben wurde eine Demonstratoranlage entwickelt. Die Kernelemente waren der Reaktor mit dem darin verbauten Elektrodensystem inklusive integrierter Schaumkeramik und Photokatalysator sowie der daran gekoppelte Pulsgenerator. Die hydraulischen, elektrotechnischen und photokatalytisch aktiven Komponenten wurden aufeinander abgestimmt und optimiert. Hiernach erfolgten analytisch begleitete Tests zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit und Effizienz des Verfahrens. Der Verfahrensentwicklung gingen eine Reihe von konzeptionellen und technischen Verfahrensentwicklungsschritten, Voruntersuchungen, Modellanalysen, die Auswahl geeigneter Messtechnik und Langzeitstabilitätstests der Materialien voraus. Im Ergebnis der Entwicklungsarbeit konnte das Verfahren so optimiert werden, dass ein kosteneffizienter Abbau der organischen Schadstoffe möglich ist. Den beteiligten Unternehmen wurde das grundlegende Knowhow zur Weiterentwicklung des Verfahrens bis zur Produktreife verschafft.