Sch\u00c3\u00a4dliche Auswirkungen auf aquatische \u00c3\u2013kosysteme durch in geringen Konzentrationen in die Umwelt freigesetzte Arzneimittel und Chemikalien (Spurenstoffe) sind in den letzten Jahren gezielt untersucht worden. Aufgrund ihrer Relevanz f\u00c3\u00bcr den Natur- und Artenschutz und des gestiegenen Bewusstseins von Politik und Gesellschaft zum unerw\u00c3\u00bcnschten Vorkommen von anthropogenen Spurenstoffen im Wasserkreislauf, sind aufgrund der unzureichenden Reinigungsleistung f\u00c3\u00bcr Spurenstoffe kommunale Kl\u00c3\u00a4ranlagen in den Fokus der Diskussion gelangt. Auch ohne gesetzliche Grundlage werden aus Vorsorgegr\u00c3\u00bcnden und zur Verbesserung der Gew\u00c3\u00a4sserqualit\u00c3\u00a4t immer mehr Kl\u00c3\u00a4ranlagen mit einer erweiterten Abwasserreinigung zur Spurenstoffentfernung (sog. 4. Reinigungsstufe) ausgestattet.<\/p>\n
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Die Ozonung ist eine effiziente und wirtschaftliche Verfahrensvariante, die aufgrund ihres geringen Platzbedarfs gut in bestehende Abwasserbehandlungsanlagen integriert werden kann. Obwohl diese in der Trinkwasseraufbereitung seit Jahrzehnten eingesetzt wird, gibt es offene Fragen zu ihrer Anwendbarkeit in der Abwasserreinigung. Der Hauptunterschied besteht darin, dass bei der Trinkwasseraufbereitung die direkte Reaktion mit Ozon \u00c3\u00bcberwiegt, w\u00c3\u00a4hrend bei der Abwasserozonung die Sekund\u00c3\u00a4rreaktion \u00c3\u00bcber Hydroxylradikale vorherrscht. Durch die oxidative Behandlung werden Transformationsprodukte gebildet. Diese k\u00c3\u00b6nnen wie im Falle von Bromat oder N-Nitrosodimethylamin (NDMA) toxischer als ihre Ausgangsverbindungen sein. Trotz der bekannten Problematik ist die Bromatbildung im Gegensatz zur Trinkwasseraufbereitung bei der oxidativen Abwasserreinigung nicht ausreichend beschrieben.<\/p>\n
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Im Mittelpunkt dieses Vorhabens stehen daher mechanistische Untersuchungen der Bromatbildung, um Erkenntnisse \u00c3\u00bcber die Bildungsmechanismen und die Anwendbarkeit der Ozonung bei der erweiterten Abwasserreinigung zu gewinnen. Hierf\u00c3\u00bcr sollen verschiedene Kl\u00c3\u00a4ranlagen mit und ohne 4. Reinigungsstufe in Deutschland untersucht werden. Alternative Ozoneintragssysteme und Verfahrensvarianten wie Ozonstarkwasser, Peroxon oder die Kombination mit Kavitationsprozessen k\u00c3\u00b6nnen bei ung\u00c3\u00bcnstigen Grundvoraussetzungen, wie beispielsweise einer hohen Bromidbelastung der Abw\u00c3\u00a4sser, eine L\u00c3\u00b6sung f\u00c3\u00bcr eine sichere Anwendung oxidativer Verfahren in der Abwasserbehandlung sein. Der Einfluss solcher Systeme auf die Vermeidung der Bildung toxikologisch relevanter Transformationsprodukte ist ein wichtiger Punkt des hier beantragten Forschungsvorhabens.<\/p>\n
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Experimente im Laborma\u00c3\u0178stab zur Evaluierung der Schl\u00c3\u00bcsselparameter (Bromid, TOC\/DOC, SAK, pH-Wert sowie die Zugabe weiterer Reagenzien) werden um Untersuchungen im Pilot- und gro\u00c3\u0178technischen Ma\u00c3\u0178stab erg\u00c3\u00a4nzt und im Hinblick auf ihren Einfluss auf die Bromatbildung und Aufkl\u00c3\u00a4rung der Bildungsmechanismen mittels statistischer Korrelationsanalyse ausgewertet. Prozesscharakterisierung und Bewertung der Reinigungseffizienz erfolgen mittels Target- und Non-Target-Analytik. Ausgew\u00c3\u00a4hlte Proben werden auf genotoxische und mutagene Eigenschaften analysiert. Die Ergebnisse zum Spurenstoffabbau, der Reaktionskinetik und den postulierten Reaktionsmechanismen werden als Grundlage f\u00c3\u00bcr die Entwicklung eines eigenen Modells zur Simulation der Bromatbildung herangezogen. Das Modell wird mit experimentellen Daten validiert und f\u00c3\u00bcr die Bewertung von Ma\u00c3\u0178nahmen zur Verhinderung und Kontrolle der Bromatbildung bei der gro\u00c3\u0178technischen Anwendung eingesetzt. Mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnisse und einer abschlie\u00c3\u0178enden Nachhaltigkeitsanalyse sollen die wissenschaftlichen Grundlagen f\u00c3\u00bcr eine sichere gro\u00c3\u0178technische Anwendung oxidativer Verfahren f\u00c3\u00bcr die Abwasserbehandlung erm\u00c3\u00b6glicht werden. Durch den Transfer der Ergebnisse in die Praxis wird ein vermehrter Einsatz oxidativer Abwasserbehandlungsverfahren als 4. Reinigungsstufe erwartet und somit die Gew\u00c3\u00a4sserqualit\u00c3\u00a4t signifikant verbessert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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