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Untersuchung der Bildung von Oxidationsmitteln und der Entfernung organischer Wasserinhaltsstoffe mit dem Hochspannungsimpulsverfahren
Art der Abschlussarbeit
Master
Autoren
- Straach, Alexander
Betreuer
- Prof. Dr. André Lerch
- Dipl.-Ing. Astrid Weigert
Weitere Betreuer
M.Sc. Richard Pörschke (PICON GmbH)
Abstract
Erweiterte Oxidationsprozesse (engl.: Advanced Oxidation Processes, AOP) stellen in der Wasseraufbereitung etablierte Verfahren zur Entfernung organischer Wasserinhaltsstoffe dar. Das Ziel dieser Arbeit ist die Bildung von Oxidationsmitteln und die Entfernung organischer Wasserinhaltsstoffe mit dem neuartigen Verfahren der Hochspannungsimpulstechnologie zu untersuchen. Sowohl die Versuchsplanung als auch die Auswertung der Versuche zur Untersuchung der Oxidationsmittelgenerierung erfolgte mit der Statistiksoftware JMP®. Der mit dem Definitive-Screening-Design (DSD) erstellte Versuchsplan wurde mit den zwei Faktoren Temperatur und pH-Wert auf jeweils drei Stufen durchgeführt. Deren Einfluss wurde mit der Regressions- und Varianzanalyse untersucht. Die Temperatur und der pH-Wert wurden beide als signifikante Effekte ausgewiesen. Die höchsten Ozon- und Hydroxylradikal-Konzentrationen wurden für alle untersuchten pH-Werte bei 10 °C ermittelt. Bis auf die Hydroxyradikal-Konzentrationen, die zwischen pH 7 und pH 8 nahezu unverändert bleiben, sanken die Konzentrationen der Oxidationsmittel mit steigendem pH-Wert ab. Während der Versuche wurde eine Kopplung zwischen pH-Wert und elektrischer Leitfähigkeit und einer damit einhergehenden Beeinflussung der Oxidationsmittel-Konzentrationen festgestellt, welche im Folgenden ebenso untersucht wurde. Bei den Versuchen mit Rohwasser aus dem Wasserwerk Altenberg wurde ein maximaler Abbau des gelösten organischen Kohlenstoffs (engl.: Dissolved Organic Carbon, DOC) von 9,2 % und 13,1 % für die Durchlaufversuche bei 20 °C bzw. 10 °C und von 29,1 % für den Kreislaufversuch gemessen. Zusätzlich wurden die Änderungen der einzelnen DOC-Fraktionen untersucht. In weiteren Versuchen konnte die Bildung von Iodat und Bromat, jedoch nicht von Chlorat, nachgewiesen werden.
Schlagwörter
AOP, nichtthermisches Plasma, dielektrische Barriereentladung, Wasseraufbereitung, Hydroxylradikal, Ozon, Definitive-Screening-Design, DOC-Abbau
Berichtsjahr
2019