Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Elimination von Mikroschadstoffen und Transformationsprodukten mit einem Kombinationsprozess aus Ozonung, Photokatalyse und biologisch-adsorptiver Nachbehandlung

Mikroschadstoffe, wie Arzneimittelwirkstoffe, Pestizide und andere Chemikalien werden kontinuierlich in das kommunale Abwasser abgegeben. Die kommunale Abwasserreinigung ist jedoch nicht auf die Entfernung dieser Stoffe ausgelegt. Im Durchschnitt werden Mikroschadstoffe zu etwa 20 bis 50 % mittels herkömmlicher Abwasserbehandlungsverfahren eliminiert. Durch die Einführung der Wasserrahmenrichtlinie ist in Europa der rechtliche Rahmen zur Schaffung einer einheitlichen Wasserpolitik gelegt worden. Derzeit existieren für 45 prioritäre Stoffe Umweltqualitätsnormen für Oberflächengewässer, welche bis zum Jahre 2027 eingehalten werden sollen. Auf einer Beobachtungsliste sind weitere Stoffe aufgeführt, für die gesetzliche Regelungen in den nächsten Jahren erwartet werden.

Um diesem Problem zu begegnen, soll im Rahmen des Forschungsprojektes „AOPTi“ eine innovative Technik zur Behandlung möglichst vieler verschiedener Gruppen von Mikroschadstoffen entwickelt und validiert werden. Der Prozess wird eine 4. Reinigungsstufe darstellen, bestehend aus einer Ozonung, gefolgt von einem photokatalytischen Schritt und einer biologischen Nachbehandlung mittels Adsorption. Durch die Kopplung von photokatalytischen-Prozessen mit Ozonung und einer biologisch aktiven adsorptiven Nachbehandlung ist der Abbau einer Vielzahl von nicht biologisch abbaubaren Mikroschadstoffen möglich. Auch die Toxizität der behandelten Abwässer wird in einem 2. Schritt untersucht.

Die große Relevanz dieses Projektes für KMU wird insbesondere in der Betrachtung der Marktsituation in der Wasserbehandlung deutlich. Zahlreiche KMU in Deutschland beschäftigen sich mit Ozonung oder AOP-Verfahren. Auch im Bereich der adsorptiven Techniken kann der Markt durch die Ergebnisse des Forschungsprojektes gestärkt werden. Des Weiteren profitiert eine Vielzahl von Ingenieurbüros im Bereich Abwassertechnik von den Forschungsergebnissen.

Ergebniszusammenfassung:

Im Rahmen des Forschungsprojektes wurde erfolgreich ein Kombinationsmodul für die oxidative und adsorptive Abwasserbehandlung entwickelt. Die Entwicklung einer stabilen Beschichtung auf Basis von TiO2 zur Erhöhung der Effektivität der UV-Behandlung für einzelne Stoffe konnte im Labormaßstab demonstriert werden. Durch die Kombination oxidativer und adsorptiver Verfahren kann ein breiteres Spektrum an Spurenstoffen aus dem Abwasser eliminiert werden. Dabei kann jedes Verfahren einzeln oder bei besonders stark belasteten Abwässern, eine Kombination von Verfahren gewählt werden. Die Kosten für die kombinierte Behandlung eines Abwassers sind deutlich höher als die für einen einzelnen Behandlungsschritt aber deutlich niedriger als die Kosten für die thermische Entsorgung von flüssigen Abfällen.

Die Wiederverwendung und der damit ressourcenschonende Umgang mit Wasser wird auch durch den Einsatz von Abwasserbehandlungsverfahren unterstützt. Darüber hinaus sind Vorbehandlungen für einen weitergehenden biologischen Abbau mittels oxidativer Technologien denkbar.

Als KMU können sowohl Anlagenbauer als auch Hersteller von Beschichtungen von dieser Art der Abwasserbehandlung profitieren. Die weiterentwickelten Technologien können sowohl für kommunale als auch für industrielle Abwässer angewendet werden.