Redox-O-Sorb
„Entwicklung und Erprobung eines neuartigen, kosteneffizienten Systems zur Entfernung von Pharmaka aus dezentralen Abwässern mittels redoxreaktiver, manganoxidhaltiger Sorbentien“
Teilprojekt am Institut für Wasserchemie:
„Prozessuntersuchungen zum Abbau und Rückhalt von Pharmaka in dezentralen Kläranlagen mit Hilfe eines redoxreaktiven Sorbensgranulats basierend auf Rückständen der Trinkwasseraufbereitung“
Projektleiter: Prof. Dr. Stefan Stolte
Bearbeiter: Dr. Stephan Beil, Dr. Linda Schuster
Finanzierung: AiF (ZIM)
Laufzeit: 01/2022-10/2023
Kooperationspartner: HeGo Biotec GmbH (https://hego-biotec.de)
Ein chemisch und ökologisch guter Zustand von Gewässern, wie ihn die europäische Wasserrahmenrichtlinie fordert, wird vielerorts durch den Eintrag von organischen Mikroschadstoffen aus (kommunalen) Abwässern als einen der Haupteintragspfade gefährdet. Die konventionelle, mechanisch-biologische Abwasserreinigung stößt bei der Mikroschadstoffentfernung an ihre Grenzen, weshalb neue Verfahren bzw. Verfahrensstufen notwendig werden. Auf zentralen Kläranlagen werden hierfür zunehmend Ozonung und Aktivkohleadsorption implementiert. Auf Kleinkläranlagen sind diese Verfahren jedoch nicht umsetzbar. Hier werden spezielle technische Lösungen benötigt, die u.a. einfach und platzsparend in bestehende Anlagen integrierbar sind und mit geringem Wartungsaufwand betrieben werden können.
Im Fokus des Projektes steht ein neuartiger Ansatz zur Implementierung eines Festbettreaktors in Kleinkläranlagen, welcher Mikroschadstoffe adsorptiv zurückhält und gleichzeitig oxidiert. Rückstände aus der Trinkwasseraufbereitung enthalten u.a. Manganoxid(hydrat)e, die sich hervorragend zur Oxidation organischer Verbindungen eignen könnten. Somit könnten diese Rückstände einen wertvollen Ausgangsstoff für Redox-Sorbentien darstellen, womit gleichzeitig eine nachhaltige Alternative zur sonst notwendigen Deponierung dieser Materialien entstehen würde.
Im Teilprojekt am Institut für Wasserchemie werden die hergestellten redoxaktiven Sorbentien auf Mn-Oxid(hydrat)-Basis auf ihre adsorptiven und oxidativen Eigenschaften gegenüber einzelnen Mikroschadstoffen sowie Stoffgemischen untersucht. Dabei ist von zentraler Bedeutung, den Einfluss von Sorption, biologischem und abiotischem Abbau getrennt analysieren zu können. Hierfür werden neben kinetischen und gleichgewichtsorientierten Untersuchungen zur Adsorption u.a. auch die gebildeten Transformationsprodukte mittels LC-MS/MS analysiert. Es ist wahrscheinlich, dass die oxidativ gebildeten Transformationsprodukte selbst auch gewässerschädigende Wirkungen entfalten könnten. Daher soll die Wirkung eines nachgeschalteten Biofilters untersucht werden. Das final entwickelte System soll abschließend in einem Feldversuch erprobt werden.
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