Sch\u00e4dliche Auswirkungen auf aquatische \u00d6kosysteme durch in geringen Konzentrationen in die Umwelt freigesetzte Arzneimittel und Chemikalien (Spurenstoffe) sind in den letzten Jahren gezielt untersucht worden. Aufgrund ihrer Relevanz f\u00fcr den Natur- und Artenschutz und des gestiegenen Bewusstseins von Politik und Gesellschaft zum unerw\u00fcnschten Vorkommen von anthropogenen Spurenstoffen im Wasserkreislauf, sind aufgrund der unzureichenden Reinigungsleistung f\u00fcr Spurenstoffe kommunale Kl\u00e4ranlagen in den Fokus der Diskussion gelangt. Auch ohne gesetzliche Grundlage werden aus Vorsorgegr\u00fcnden und zur Verbesserung der Gew\u00e4sserqualit\u00e4t immer mehr Kl\u00e4ranlagen 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 \u00fcberwiegt, w\u00e4hrend bei der Abwasserozonung die Sekund\u00e4rreaktion \u00fcber Hydroxylradikale vorherrscht. Durch die oxidative Behandlung werden Transformationsprodukte gebildet. Diese k\u00f6nnen 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 \u00fcber die Bildungsmechanismen und die Anwendbarkeit der Ozonung bei der erweiterten Abwasserreinigung zu gewinnen. Hierf\u00fcr sollen verschiedene Kl\u00e4ranlagen mit und ohne 4. Reinigungsstufe in Deutschland untersucht werden. Alternative Ozoneintragssysteme und Verfahrensvarianten wie Ozonstarkwasser, Peroxon oder die Kombination mit Kavitationsprozessen k\u00f6nnen bei ung\u00fcnstigen Grundvoraussetzungen, wie beispielsweise einer hohen Bromidbelastung der Abw\u00e4sser, eine L\u00f6sung f\u00fcr 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\u00dfstab zur Evaluierung der Schl\u00fcsselparameter (Bromid, TOC\/DOC, SAK, pH-Wert sowie die Zugabe weiterer Reagenzien) werden um Untersuchungen im Pilot- und gro\u00dftechnischen Ma\u00dfstab erg\u00e4nzt und im Hinblick auf ihren Einfluss auf die Bromatbildung und Aufkl\u00e4rung der Bildungsmechanismen mittels statistischer Korrelationsanalyse ausgewertet. Prozesscharakterisierung und Bewertung der Reinigungseffizienz erfolgen mittels Target- und Non-Target-Analytik. Ausgew\u00e4hlte Proben werden auf genotoxische und mutagene Eigenschaften analysiert. Die Ergebnisse zum Spurenstoffabbau, der Reaktionskinetik und den postulierten Reaktionsmechanismen werden als Grundlage f\u00fcr die Entwicklung eines eigenen Modells zur Simulation der Bromatbildung herangezogen. Das Modell wird mit experimentellen Daten validiert und f\u00fcr die Bewertung von Ma\u00dfnahmen zur Verhinderung und Kontrolle der Bromatbildung bei der gro\u00dftechnischen Anwendung eingesetzt. Mit Hilfe der gewonnenen Erkenntnisse und einer abschlie\u00dfenden Nachhaltigkeitsanalyse sollen die wissenschaftlichen Grundlagen f\u00fcr eine sichere gro\u00dftechnische Anwendung oxidativer Verfahren f\u00fcr die Abwasserbehandlung erm\u00f6glicht werden. Durch den Transfer der Ergebnisse in die Praxis wird ein vermehrter Einsatz oxidativer Abwasserbehandlungsverfahren als 4. Reinigungsstufe erwartet und somit die Gew\u00e4sserqualit\u00e4t signifikant verbessert.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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