Rhombos-Online-Nachrichten (RON)
10.11.2011
Kategorie: Technik

Strahlend sauber

Organisch verunreinigte Industrieabwässer können mit UV-Licht behandelt werden

Stuttgart, 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. . Das neue Verfahren ist nach Meinung der Forscher umweltverträglicher und wirtschaftlicher als die bisher verwendeten Reinigungsmethoden.
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. Diese Art von Rückständen können in kommunalen Kläranlagen entweder gar nicht oder nur mit sehr hohem Aufwand aus dem Wasser entfernt werden.
Deshalb muss das Abwasser bereits behandelt werden, bevor es ins öffentliche Kanalnetz gelangt. Da die organischen Verunreinigungen in gelöster Form vorliegen, ist dies mit einfachen Filteranlagen nicht möglich. Statt dessen werden in der Industrie momentan entweder Membran-Systeme benutzt, die die Schadstoffe zwar auffangen, aber nicht abbauen oder es kommen thermische Abbau-Verfahren zum Einsatz. Diese verbrauchen allerdings sehr viel Energie.
Am Frauenhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (IGB) wurde in Zusammenarbeit mit europäischen Partnern ein neues Reinigungsverfahren entwickelt - Light4CleanWater. Dabei sollen die organischen Schadstoffe ohne Einsatz von Chemikalien aus dem Wasser entfernt werden. Dies gelingt laut der Forscher mit Hilfe von Mitteldruck- oder Vakuum-UV-Lampen, die sehr kurzwellige und somit hochenergetische UV-Strahlen abgeben. Treffen diese Strahlen auf Wassermoleküle, spalten sie aus ihnen hochreaktive Hydroxid-Ionen ab. Die Hydroxid-Ionen führen in einer Kettenreaktion zur Bildung weiterer Radikaler. Verfahrensingenieurin Christiane Chaumette erläutert die Folgen: „ Treffen diese Radikale auf organische Schadstoffe, werden sie in kleinere, biologisch abbaubare Verbindungen wie kurzkettige organische Säuren zerlegt.“

Prototyp UV-Licht-Abwasserreinigungs-Anlage

Vollautomatisierter Prototyp zur Reinigung von Industrieabwasser mit UV-Licht © Frauenhofer IGB


Um ihr Verfahren in größerem Maßstab zu testen, haben die Wissenschaftler einen vollautomatisierten Prototyp zur Reinigung von Industrieabwässern gebaut. In diesem soll auch geprüft werden, ob der Abbau der Verunreinigungen erfolgreich ist. Dazu misst die Anlage in regelmäßigen Abständen den TOC-Wert des Abwassers. Der TOC-Wert gibt die Gesamtmenge des organisch gebundenen Kohlenstoffs im Wasser an, also wie stark eine Probe mit organischen Verbindungen belastet ist. Wird ein zuvor eingestellter, unterer Grenzwert erreicht, pumpt die Anlage das gereinigte Abwasser automatisch aus dem Reaktionstank heraus und weiteres verunreinigtes Wasser hinein. Christiane Chaumette beschreibt die bisherigen Ergebnisse der Testanlage: „ 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.“
Nun stellt die Forschergruppe den Prototyp Industriebetrieben zur Verfügung, um den Abbau organischer Verunreinigungen in realem Abwasser zu untersuchen. Dies ist laut Christiane Chaumette wichtig, da neben der Art der Verunreinigung auch die Konzentration der Schadstoffe und das Abwasservolumen Kriterien sind, die den Erfolg der Reinigung beeinflussen. Siegfried Egener, Abteilungsleiter am IGB hebt hervor, wie wichtig die Rückmeldungen aus der Industrie sind: „ Die Daten liefern uns die Grundlage für ein kostengünstiges industrielles System, welches im Betrieb Abwässer effektiv und ohne den Einsatz chemischer Hilfsstoffe behandelt.“
Das Projekt »Light4CleanWater« wurde im 7. Rahmenprogramm für Forschung und technologische Entwicklung von der EU gefördert.

(mh)

Kontakt: Christiane Chaumette, Tel: 0711 970-4131, Frauenhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik, Nobelstr. 12, 70569 Stuttgart; Internet: http://www.igb.fraunhofer.de/http://www.igb.fraunhofer.de/de/kompetenzen/physikalische-prozesstechnik/prozesswasser/light4cleanwater.html
Europäische Partner aus Industrie und Forschung: SICO Technology GmbH, Internet: http://www.sico.at/; HECKMANN POLSKA, Internet: http://www.heckmann-mt.de/; UVASOL Limited, Internet: http://www.uvasol.com/1.html; E.R.S. - Steuerungstechnik, Internet: http://ersgmbh.de/; BAMO Mesures SAS, Internet: http://www.bamo.fr/cbx/index.htm; ADINSA, Internet: http://www.adinsa.es/; ITAV, Internet: http://www.itav.es/