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Untersuchung des Abbaus organischer Wasserinhaltsstoffe unter Einsatz konventioneller Ozonung
Art der Abschlussarbeit
Master
Autoren
- Pörschke, Richard
Betreuer
- Prof. Dr. André Lerch
- Dipl.-Ing. Astrid Weigert
Weitere Betreuer
Dipl.-Ing. Stephan Uhlig (PICON GmbH)
Abstract
Die konventionelle Ozonung stellt ein etabliertes Verfahren in der Trinkwasseraufbereitung zur Entfernung organischer Wasserinhaltsstoffe (WIS) dar und wurde weitreichend zu Ein-flüssen von chemisch-physikalischen Randbedingungen erforscht. Die statistische Versuchs-planung (englisch: Design of experiments) zur Erfassung der Effekte mehrerer Einflussgrößen sowie deren Wechselwirkungen kam hierbei jedoch noch nicht zur Anwendung. Ziel der Arbeit war die Erarbeitung von Aussagen zu den Auswirkungen von Randbedingungen (Ozonkonzentration in der Gasphase ßG,zu, pH-Wert, Temperatur des Versuchswassers und Hydrogencarbonat-Stoffmengenkonzentration) auf die Konzentration von Ozon (O3) und OH-Radikalen (OH●) anhand von Versuchen an einer kleintechnischen Versuchsanlage mit synthetischen Versuchwässern. Weiterhin wurde in einem zweiten Versuch der Abbau organischer WIS sowie die Bildung von kat- und anionischen Nebenprodukten an einem DOC-haltigen Wasser untersucht. Durch Aufstellung eines dreistufigen Screening-Designs mit vier Faktoren und 13 Versuchen wurde einerseits die Prüfung auf nicht-lineares Verhalten der Haupteffekte ermöglicht und andererseits konnten alle signifikanten Effekte erster und zweiter Ordnung identifiziert werden. Es zeigte sich, dass in Bezug auf die Ausbildung der Konzentrationen von O3 und OH● alle Faktoren signifikante Effekte aufwiesen, wobei ßG,zu den mit Abstand stärksten Effekt darstellte. Weiterhin wurden intensive Wechselwirkungen von ßG,zu mit Temperatur und pH-Wert sowie zwischen pH-Wert und Temperatur festge-stellt. Die OH●-Konzentrationen zwischen 1,1 und 5,9 ∙ 10-5 mol/L, welche im zweiten Versuch gemessenen wurden, lagen mehrere Größenordnungen über den Angaben in der Literatur. Bei ßG,zu von 45 g/m³ und 25 g/m³ wurden 35 % bzw. 23 % des DOC abgebaut.
Schlagwörter
Ozonung; Trinkwasser; organische Wasserinhaltsstoffe; Design of Experiments; DOE
Berichtsjahr
2017