Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Untersuchung des photochemischen Abbaus problematischer Textilabw\u00e4sser durch die intensive und im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Quecksilberstrahlern kurzwelligere UV-Strahlung von Excimerlasern. Ziel waren die Kl\u00e4rung der prinzipiellen Abbaubarkeit der Farbstoffe mittels Excimerstrahlung sowie die Erarbeitung eines Bestrahlungs-\/Behandlungs-Algorithmus f\u00fcr eine energie- und additivasparende Behandlung solcher u.a. problematischer Abw\u00e4sser. Anhand der gewonnenen Daten sollten Absch\u00e4tzungen zur \u00d6konomie des Verfahrens gemacht werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Untersuchungen wurden am Realabwasser der Firma Curt Bauer GmbH Aue sowie an Modell\u00f6sungen aus repr\u00e4sentativen handels\u00fcblichen Farbstoffen durchgef\u00fchrt. Als typische Vertreter verschiedener Farbstoffklassen wurden ausgew\u00e4hlt: die Reaktivfarbstoffe reactive black 5 und reactive orange 16, die Idanthrenfarbstoffe vat red 10 und vat blue 6 sowie der basische Farbstoff basic red 18.
\nDie Farbstoffl\u00f6sungen mit Farbstoffkonzentrationen zwischen 50 mg\/l und 250 mg\/l wurden in einer Quarzglask\u00fcvette (5\u00b43\u00b41 cm\u00b3) mit unfokussiertem Excimerlaserlicht (Strahlquerschnitt 3\u00b41 cm\u00b2) be-strahlt. Die K\u00fcvette ist mit zwei Glasrohren f\u00fcr die Zu- und Abfuhr von Ozon oder Luft versehen. Falls kein Ozon eingeblasen wurde, sorgte ein Magnetr\u00fchrer f\u00fcr die aufgrund der sehr geringen Eindringtiefe der Laserstrahlung (< 1 mm) notwendige Durchmischung.\nAls Strahlungsquelle wurde ein Multigas-Excimerlaser (Lambda Physik EMG 101) verwendet, so da\u00df je nach verwendetem Gasgemisch zwei Wellenl\u00e4ngen zur Verf\u00fcgung standen: 193 nm (ArF) und 248 nm (KrF). Bei der Excimerlaser-Strahlung handelt es sich um gepulste Strahlung mit einer Impulsdauer von etwa 20 ns. ES wurde bei einer Impulsfolgefrequenz von 15 Hz gearbeitet. Die maximale Energie eines Laserimpulses war 110 mJ bei ArF und 200 mJ bei KrF.\nDer photolytische Abbau der Farbstoffe wurde anhand der Zweistrahl-UV\/VIS Absorptionsspektren (ZEISS M500) sowie der umweltpolitisch relevanten Summenparameter TOC (totaler Gehalt an organischem Kohlenstoff und CSB (chemischer Sauerstoffbedarf) verfolgt.\n\n\nErgebnisse und Diskussion\n\nW\u00e4hrend des F\u00f6rderprojektes wurde anhand von Abw\u00e4ssern aus der Textilindustrie sowie entsprechenden Modell\u00f6sungen der photochemische Abbau der enthaltenen Schadstoffe mittels Excimerlaserstrahlung untersucht. Dabei zeigte sich, da\u00df die intensive, monochromatische (248 nm oder 193 nm) und gepulste Strahlung des Excimerlasers in der Lage ist, die im Abwasser enthaltenen Farbstoffe abzubauen. Insbesondere ist die Strahlung des bei 193 nm emittierenden ArF-Lasers sehr effektiv, da im Vergleich zum KrF-Laser (248nm) deutlich weniger Strahlungsenergie sowie wesentlich weniger beziehungsweise keine zus\u00e4tzlichen Oxidationsmittel wie H2O2 oder Ozon ben\u00f6tigt werden. \u00d6konomische Absch\u00e4tzungen f\u00fchrten jedoch zu dem Schlu\u00df, da\u00df der Excimerlaser aufgrund seines geringen Wirkungsgrades von maximal 2% bei der Behandlung von Farbabw\u00e4ssern mit den herk\u00f6mmlichen Quecksilberstrahlern bez\u00fcglich des Verbrauchs an Elektroenergie nicht konkurrieren kann. \nDennoch wird eine Einsatzm\u00f6glichkeit des Excimerlasers bei der Behandlung von mit konventionellen Methoden schwer abbaubaren Abw\u00e4ssern gesehen. Solche Abw\u00e4sser sind z. B. Grundwasser aus milit\u00e4rischen Altlasten, Abw\u00e4sser aus der chemischen Industrie und l\u00f6sungsmittelhaltige (CKW-haltige) Abw\u00e4sser. Diese in der zweiten Projektphase untersuchten Abw\u00e4sser sind mit der ArF-Laserstrahlung ebenfalls abbaubar, wobei \u00f6konomische Betrachtungen noch ausstehen.\nWegen der hohen Effektivit\u00e4t der 193nm-Strahlung, die derzeitig nur mit dem ArF-Excimerlaser bei ausreichender Intensit\u00e4t erzeugt werden kann, wurden in der zweiten Projektphase au\u00dferdem Anstrengungen zur Entwicklung einer neuartigen, bei 193 nm emittierenden Strahlungsquelle mit deutlich h\u00f6herem Wirkungsgrad unternommen. Die Funktionsweise des zum Patent angemeldeten Strahlers sowie erste Ergebnisse von Labortests werden im vorliegenden Abschlu\u00dfbericht beschrieben.\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\nDie Ergebnisse wurden in 2 Publikationen der \u00d6ffentlichkeit zug\u00e4nglich gemacht:\nSie wurden auf der 1. Internationalen Konferenz \u00fcber Oxydationstechnologien f\u00fcr die Wasser- und Abwasserbehandlung, die vom 12.-15. Mai 1996 in Goslar stattfand, in Form eines Posters sowie eines Beitrages f\u00fcr den Tagungsband, der zus\u00e4tzlich f\u00fcr die Ver\u00f6ffentlichung im IAWQ-Journal Water Science and Technology ausgew\u00e4hlt wurde, vorgestellt. Desweiteren wurden die Ergebnisse in der Th\u00fcringer Zeitschrift Biosph\u00e4re Nr.9(1996)4-7 umfassend dargestellt.\nDas Projekt zur Abwasserreinigung mittels Excimerlaserstrahlung wurde auf der Hannovermesse 1996 im Rahmen des Gemeinschaftsstandes Forschungsland Th\u00fcringen vorgestellt. Im Zusammenhang damit wurde eine Presse-Information erstellt. Das f\u00fchrte zu zahlreichen Mitteilungen bzw. redaktionellen Ver\u00f6ffentlichungen sowohl in der universit\u00e4tseigenen als auch der Tagespresse. W\u00e4hrend der Hannovermesse wurde au\u00dferdem ein Vortrag im Forum der Messehalle gehalten, der vom Nachrichtensender NTV aufgezeichnet wurde.\n\n\nFazit\n\nDie in dem Projekt erzielten Ergebnisse zeigen, da\u00df die kurzwellige, im Bereich unter 200 nm liegende UV-Strahlung prinzipiell sehr gut zum Schadstoffabbau im Abwasser geeignet. Es bleibt jedoch die Aufgabe, geeignete, \u00f6konomisch vertretbare Strahlungsquellen zu entwickeln, die im Wellenl\u00e4ngenbereich zwischen 180-200 nm eine intensive Strahlung liefern.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Untersuchung des photochemischen Abbaus problematischer Textilabw\u00e4sser durch die intensive und im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen Quecksilberstrahlern kurzwelligere UV-Strahlung von Excimerlasern. Ziel waren die Kl\u00e4rung der prinzipiellen Abbaubarkeit der Farbstoffe mittels Excimerstrahlung sowie die Erarbeitung eines Bestrahlungs-\/Behandlungs-Algorithmus f\u00fcr eine energie- und additivasparende Behandlung solcher u.a. problematischer Abw\u00e4sser. Anhand der gewonnenen Daten sollten […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[1404,51,53],"class_list":["post-19255","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-alte-und-neue-bundeslaender","tag-ressourcenschonung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"06637\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-06637-ki.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"97.145,46","dbu_projektdatenbank_firma":"Friedrich-Schiller-Universit\u00e4t JenaInstitut f\u00fcr Optik und Quantenelektronik","dbu_projektdatenbank_strasse":"Max-Wien-Platz 1","dbu_projektdatenbank_plz_str":"07743","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Jena","dbu_projektdatenbank_p_von":"1995-09-01 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"1996-08-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"12 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"03641\/9-47200","dbu_projektdatenbank_inet":"","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Alte und Neue Bundesl\u00e4nder","dbu_projektdatenbank_foerderber":"9","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/19255","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/19255\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":32258,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/19255\/revisions\/32258"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=19255"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=19255"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=19255"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}