Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Herstellung und \u00dcberpr\u00fcfung der Wirksamkeit von Festk\u00f6rperkatalysatoren zur na\u00dfoxidativen Umsetzung von persistenten, insbesondere chlorierten organischen Wasserschadstoffen. Ziel des Projektes war die Entwicklung der Grundlagen f\u00fcr ein Verfahren zur Abwasserreinigung, welches im Vergleich zum Stand der Technik sowohl aus \u00f6kologischer als auch aus \u00f6konomischer Sicht g\u00fcnstiger ist.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Herstellung bzw. die Auswahl der Katalysatoren erfolgte auf der Grundlage des entwickelten NFP-Konzeptes. Es wurden auf silicatische Festk\u00f6rper (Zeolithe und r\u00f6ntgenamorphe Alumosilicate) postsynthetisch Schwermetallverbindungen (insbesondere Eisenverbindungen) aufgebracht und anschlie\u00dfend z.T. durch eine thermische Behandlung modifiziert. Weiterhin wurden Aktivkohlen, die anorganische Verunreinigungen enthalten, verwendet. Die Austestung erfolgte in Batch-Versuchen und bei einigen ausgew\u00e4hlten Katalysatoren in einer kontinuierlich arbeitenden Apparatur. Verwendet wurde ein Modellabwasser (Komponente: p-Chlorphenol) und ein Realabwasser (kontaminiertes Grundwasser). Die Elimination der Schadstoffe wurde analytisch durch die Bestimmung der TOC-Konzentration, der gebildeten Cl-Menge und der Konzentration der Einzelkomponenten (HPLC und GC) verfolgt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es konnte nachgewiesen werden, da\u00df es prinzipiell m\u00f6glich ist, die na\u00dfoxidative Umsetzung von organischen Wasserschadstoffen auf eine Festk\u00f6rperoberfl\u00e4che zu verlagern. Die daraus im Vergleich zu Verfahren entsprechend dem Stand der Technik zu erwartenden Vorteile, wie z.B. h\u00f6here Reaktionsgeschwindigkeiten bei geringen Restkonzentrationen an Schadstoffen und geringeren Verbr\u00e4uche an Oxidationsmittel (H2O2) konnten best\u00e4tigt werden. Katalysatoren auf der Grundlage einer silicatischen Matrix und Eisenverbindungen als Aktivkomponente bewirken einerseits hinreichende Umsetzungsgeschwindigkeiten, neigen aber andererseits unter bestimmten Proze\u00dfbedingungen zu einer schnellen Deaktivierung. Diese wird im wesentlichen durch eine R\u00fcckl\u00f6sung der Aktivkomponente (Fe3+-Ionen) verursacht. Eine Deaktivierung des Katalysators kann weitestgehend vermieden werden, wenn im Reaktionsmilieu relativ geringe Konzentrationen an Fe3+-Ionen vorliegen (im realen Abwasser im Regelfall gegeben). Eine st\u00e4rkere Fixierung der Aktivkomponente kann weiterhin durch die Art der postsynthetischen Fixierung der Fe3+-Ionen und durch eine thermische Nachbehandlung der Festk\u00f6rper erreicht werden.
\nAktivkohle zeigt einerseits eine hohe katalytische Aktivit\u00e4t und andererseits eine im Vergleich zu silicatischen Katalysatoren h\u00f6here Stabilit\u00e4t. Im Untersuchungszeitraum konnten bei der eingesetzten Aktivkohle keine Desaktivierungserscheinungen festgestellt werden. Im Rahmen des Forschungsvorhabens konnte aber die Ursache f\u00fcr die katalytisch aktivierte Bildung von Radikalen aus H2O2 nicht aufgekl\u00e4rt werden. Wahrscheinlich wird dies sowohl durch anorganische Verunreinigungen in dieser (z.B. Eisenoxide) als auch durch funktionelle Gruppen an der Oberfl\u00e4che bewirkt.
\nDie entwickelte und experimentell \u00fcberpr\u00fcfte Technologie zur Elimination von chlorierten Kohlenwasserstoffen aus Abw\u00e4ssern ist aus betriebswirtschaftlicher Sicht insbesondere dann von Vorteil, wenn auf eine Totaloxidation aller Schadstoffe verzichtet und eine Detoxifikation angestrebt wird. Die entstehenden Reaktionsprodukte k\u00f6nnen in einer nachfolgenden biologischen Behandlungsstufe kosteng\u00fcnstig abgetrennt werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die im Rahmen des Forschungsvorhabens erzielten Ergebnisse wurden bzw. werden auf folgenden Tagungen vorgestellt:
\n1. Poster auf der 7. Deutschen Zeolithtagung in Konstanz 1995: Metal oxides supported zeolites as wet oxidation catalysis for halohydrocarbons
\n2. Vortrag auf der Tagung Produktionsintegrierter Umweltschutz in Bremen 1995: Untersuchungen zur katalytischen Na\u00dfoxidation toxischer Abwasserinhaltsstoffe
\n3. Poster auf der 8. Deutschen Zeolith-Tagung in Friedrichroda 1996: Das NFP-Konzept als Grundlage f\u00fcr die Entwicklung von Katalysatoren f\u00fcr die Elimination von CKW aus Abw\u00e4ssern
\n4. Poster auf der 8. Deutschen Zeolith-Tagung in Friedrichroda 1996: Heterogene Katalysatoren in der Abwasserbehandlung – Forderungen des Verfahrenstechnischers an den Chemiker
\n5. Poster auf der Tagung Produktionsintegrierter Umweltschutz in Bremen 9\/1996: Einsatz heterogener Katalysatoren bei der Na\u00dfoxidation von chlorierten Kohlenwasserstoffen in Abw\u00e4ssern<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die im Rahmen des Forschungsprojektes erzielten Ergebnisse belegen, da\u00df eine heterogen katalysierte Na\u00dfoxidation sowohl aus \u00f6kologischer als auch aus \u00f6konomischer Sicht eine erfolgversprechende Alternative zu Verfahren entsprechend dem Stand der Technik darstellen kann. Abschlie\u00dfende und gesicherte Aussagen zur Leistungsf\u00e4higkeit und Praxisrelevanz dieser technologischen L\u00f6sung m\u00fcssen im Rahmen von Untersuchungen im Pilotma\u00dfstab erarbeitet werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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