Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Abwasser kontrolliert reinigen mit UV-Licht

10.11.2011
Viele Industrieabwässer enthalten organische Verunreinigungen, die in kommunalen Kläranlagen nicht abgebaut werden können.

Forscher am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart haben in Zusammenarbeit mit europäischen Partnern ein automatisiertes Reinigungssystem entwickelt, das die organischen Schadstoffe mittels UV-Licht abbaut und bereits während der Behandlung den Reinigungserfolg kontrolliert.


Vollautomatisierter Prototyp zur Reinigung von Industrieabwasser mit UV-Licht

Ob Steak oder Käse, Karosserieblech oder Kolben, Farben oder Papier: Für den Herstellungsprozess von Lebensmitteln, Metallteilen und Chemikalien sowie die Reinigung von Produktionsanlagen wird Wasser benötigt. Ein Teil dieses Prozesswassers wird dabei mit organischen Verbindungen verunreinigt, die in den kommunalen Kläranlagen nicht oder nur schwer abgebaut werden. In diesen Fällen müssen die Abwässer bereits vor der Einleitung in das Kanalnetz behandelt werden. Derzeitige Verfahren stoßen an ihre Grenzen: Denn gelöste Verunreinigungen können nicht durch Filtration entfernt werden. Membranverfahren konzentrieren die Schadstoffe, bauen sie aber nicht ab und thermische Verfahren verbrauchen generell viel Energie.

Eine Lösung, mit der organische Schadstoffe oxidativ – ohne den Einsatz von Chemikalien – aus dem Wasser entfernt werden, haben Forscher am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in dem von der Europäischen Union geförderten Projekt »Light4CleanWater« entwickelt. In Zusammenarbeit mit ihren Partnern haben sie eine Demonstrationsanlage gebaut, welche die oxidative Behandlung mittels UV-Licht mit einer Echtzeit-Messung des gesamten organisch gebundenen Kohlenstoffs (total organic carbon, TOC) als Maß für den Reinigungserfolg und einer vollautomatischen Steuerung kombiniert.

Im Reaktionstank der Anlage strahlt wahlweise eine Mitteldruck- oder ein Vakuum-UV-Lampe energiereiches UV-Licht in das Abwasser. Treffen für das Auge unsichtbare, sehr energiereiche Strahlen von nur 172 Nanometer Wellenlänge auf Wassermoleküle, werden aus diesen hochreaktive Hydroxidionen abgespalten. In einer Kettenreaktion lösen diese die Bildung weiterer Radikale aus. »Treffen diese Radikale auf organische Schadstoffe, werden sie in kleinere, biologisch abbaubare Verbindungen wie kurzkettige organische Säuren zerlegt« erläutert Verfahrensingenieurin Christiane Chaumette die Wirkung der UV-Strahlung.

Um sicherzustellen, dass nur sauberes Wasser die Anlage verlässt, wird während der UV-Behandlung kontinuierlich eine Probe aus dem Reaktionstank gezogen und auf den Gehalt an organischem Kohlenstoff (TOC) analysiert. Ist der zuvor eingestellte Grenzwert erreicht, wird das gereinigte Abwasser automatisch heraus- und weiteres verunreinigtes Wasser in den Reaktionstank hineingepumpt. »100 Liter Abwasser pro Stunde kann der Laborprototyp auf diese Weise behandeln. Im Praxistest wurde der Farbstoff Methylenblau innerhalb nur weniger Minuten vollständig entfernt. Und selbst bei hoch belastetem Abwasser aus der Papierherstellung konnten wir den TOC auf den erforderlichen Grenzwert reduzieren«, so Chaumette.

Der Prototyp steht nun Industriebetrieben zur Verfügung, um den Abbau organischer Verunreinigungen in realem Abwasser zu untersuchen. Denn kein Abwasser gleicht dem anderen. »Kriterien für den Erfolg der Abwasserreinigung sind neben der Art der Verunreinigungen auch deren Konzentration und das anfallende Volumen«, weiß die Verfahrensingenieurin. Letzteres ist wichtig, um den Energieverbrauch abzuschätzen. »Die Daten liefern uns die Grundlage für ein kostengünstiges industrielles System, welches im Betrieb Abwässer effektiv und ohne den Einsatz chemischer Hilfsstoffe behandelt«, ergänzt Abteilungsleiter Siegfried Egner im Hinblick auf geplante Arbeiten.

Das Projekt »Light4CleanWater« wurde im 7. Forschungsrahmenprogramm von der EU gefördert. Projektpartner waren SICO Technology GmbH (Österreich), HECKMANN POLSKA Produkcja Metalowa i Maszyn Sp. z o.o. (Polen), UVASOL Limited (Großbritannien), E.R.S. - Steuerungstechnik - GmbH & Co. KG und LFE Laboratorium für industrielle Forschung GmbH & Co Entwicklungs KG (Deutschland), BAMO Mesures SAS (Frankreich), ADINSA Aditivos industriales y servicios para el agua S.L und VILA Electroquimica, S.A. (Spanien). Als Forschungspartner war neben dem Fraunhofer IGB die spanische ITAV Technologias avanzadas inspiralia SL beteiligt.

Dr. Claudia Vorbeck | idw
Weitere Informationen:
http://www.igb.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Kieselalge in der Antarktis liest je nach Umweltbedingungen verschiedene Varianten seiner Gene ab
17.01.2017 | Stiftung Zoologisches Forschungsmuseum Alexander Koenig, Leibniz-Institut für Biodiversität der Tiere

nachricht Proteinforschung: Der Computer als Mikroskop
16.01.2017 | Ruhr-Universität Bochum

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau