Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel dieses Projekts war es, die technische Funktionalit\u00e4t und wirtschaftliche Machbarkeit eines Industriereaktors mit neuartiger Konstruktion und Kombinationstechnologie zur Abwasserbehandlung unter realen Betriebsbedingungen zu demonstrieren und seine Leistungsf\u00e4higkeit durch iterative experimentelle Optimierung auf Basis gemessener Behandlungseffizienz- und Energiedaten zu entwickeln und zu validieren. Aufgrund der erheblichen Nebenwirkungen von Antibiotika und anderen Arzneimittelr\u00fcckst\u00e4nden im Wasser zielte diese Studie darauf ab, die Entfernung einiger dieser Verbindungen zu untersuchen. <\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden<\/p>\n
Die Untersuchung war so aufgebaut, dass die Komplexit\u00e4t der Abwassermatrix schrittweise erh\u00f6ht wurde
\n\u2013 von der Entfernung von Antibiotika und anderen Arzneimitteln aus Trinkwasser \u00fcber eine synthetische Abwassermodellmatrix bis hin zu realem kommunalem Abwasser. Sie umfasste beide Betriebsarten, verschiedene Ozon-Dosierungsstufen und die Bewertung einer Vorozonisierung als Strategie f\u00fcr EinDurchlauf-Anwendungen. <\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Ergebnisse mit echtem Abwasser sind von gr\u00f6\u00dfter praktischer Bedeutung. Im Recycling-Modus wurde eine nahezu vollst\u00e4ndige Entfernung (>99%) aller wichtigen pharmazeutischen Zielsubstanzen \u2013 Candesartan, Carbamazepin, CBZ-10,11-diol, Sulfamethoxazol und Valsartan \u2013 innerhalb von 15\u201330
\nMinuten erreicht, w\u00e4hrend bei den resistentesten Verbindungen, Saccharin und Sucralose, bei hoher
\nOzondosis innerhalb von 45\u201360 Minuten eine Entfernung von 95\u2013100% erreicht wurde. Die Gesamtmineralisierung des DOC erreichte nach 60 Minuten unter UV-Bestrahlung in Kombination mit hohem Ozongehalt 76%, fast doppelt so viel wie bei reiner Ozonbehandlung, ohne Anzeichen einer S\u00e4ttigung. Dies best\u00e4tigt, dass die Entfernung von Arzneimitteln und die Gesamtmineralisierung gleichzeitig in einer einzigen Prozesskonfiguration erfolgen k\u00f6nnen. Im Ein-Durchlauf-Modus erwies sich die 15-min\u00fctige Vorozonierung des Zulaufs als technische Voraussetzung: Die SP-Pre-O +UVKonfiguration erzielte eine Entfernung von \u00fcber 99% aller nachweisbaren pharmazeutischen Zielsubstanzen sowie eine DOC-Reduktion von 19,3%.
\nIm Leitungswasser f\u00fchrten optimierte Recyclingbedingungen innerhalb von 15 Minuten zur vollst\u00e4ndigen
\nEntfernung aller acht Zielverbindungen, was einer vierfachen Reduzierung gegen\u00fcber dem vorl\u00e4ufigen Ausgangswert entspricht. In synthetischem Abwasser schnitt die Kombination aus UV-Bestrahlung und geringer Ozonkonzentration bei Benzotriazol, Saccharin und Diatrizoat deutlich besser ab als eine hohe Ozonkonzentration allein. Dies zeigt, dass eine photokatalytische Intensivierung eine erh\u00f6hte Ozondosierung ersetzen kann, was sich positiv auf den Energieverbrauch auswirkt. Eine konsistente, verbindungsspezifische Reaktivit\u00e4tshierarchie, bei der ozonreaktive Arzneimittel am schnellsten abgebaut wurden und k\u00fcnstliche S\u00fc\u00dfstoffe die anspruchsvollsten Ziele darstellten, wurde in allen Matrices best\u00e4tigt. Damit wurde nachgewiesen, das Struktur-Reaktivit\u00e4ts-Beziehungen die Abbaueffizienz unabh\u00e4ngig von der Matrixzusammensetzung bestimmen.
\nAuf Grundlage der Leistung dieses Reaktors betrugen die gesch\u00e4tzten Kosten pro Volumen aufbereiteten Wassers im Ein-Durschlaufbetrieb 0,22 EUR\/m\u00b3, w\u00e4hrend sie im Recyclingbetrieb 19,8 EUR\/m\u00b3 betrugen. <\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Diese Studie und ihre Ergebnisse werden derzeit f\u00fcr die Ver\u00f6ffentlichung in einer der wissenschaftlichen Zeitschriften von ISI redigiert. <\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Der Photoreaktor entfernt pharmazeutische Schadstoffe effektiv. Durch optimierten Betrieb wurde eine nahezu vollst\u00e4ndige Schadstoffentfernung und eine starke Reduzierung organischer Stoffe erreicht. Die Kombination von UV-Licht mit niedrigeren Ozondosen \u00fcbertrifft die alleinige Anwendung hoher Ozonkonzentrationen und verbessert so die Effizienz. Zu den verbleibenden Herausforderungen z\u00e4hlen die Toxizit\u00e4t von Nebenprodukten, die unvollst\u00e4ndige Entfernung resistenter Verbindungen und die Langzeitstabilit\u00e4t. Das System zeigt gro\u00dfes Potenzial f\u00fcr die fortschrittliche Abwasserbehandlung und ist bereit f\u00fcr Pilotversuche.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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