Wasseraufbereitung mit Licht Dienstag, 10.06.2014

Forscher des Fraunhofer- IGB haben ein Reaktorsystem entwickelt, in dem sich Wasser mit Hilfe von UV- Licht zuverlässig und mit hohem Durchsatz aufbereiten lässt – ohne dass chemische Katalysatoren zugesetzt werden müssen.

Einen ersten industriellen Prototyp präsentiert das Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB auf der diesjährigen IFAT vom 5. bis 9. Mai in München.

Kläranlagen entfernen nur einen Teil der Verunreinigungen. Insbesondere persistente Stoffe wie aromatische Kohlenwasserstoff-Verbindungen können von den Bakterien in der biologischen Aufbereitungsstufe üblicherweise nicht zersetzt werden. Die Folge: Rückstände von Reinigungs- und Pflanzenschutzmitteln oder auch von Pharmaka gelangen in die Gewässer.  

An Stelle von Katalysatoren nutzen die Forscher UV-Licht. Das Prinzip basiert auf der Spaltung von Wasser-Molekülen durch Photonen. Je kürzer dabei die Wellenlänge des Lichts ist, umso höher ist die Photonenenergie. Verwendet wird ein  UV-Licht im Wellenlängenbereich von 172 Nanometern. Die damit erzeugten energiereichen Photonen spalten H2O-Moleküle unter Bildung von hochreaktiven Hydroxylradikalen, die in der Lage sind, die sehr stabilen Kohlenwasserstoff-Verbindungen von Schadstoffrückständen zu spalten.

Der beschriebene Prozess erfolgt nur in unmittelbarer Umgebung des UV-Strahlers – einem rechteckigen, flachen Glaskörper, der im Reaktorbehälter platziert wird. In eingeschaltetem Zustand bildet sich an der Glasaußenfläche eine etwa 50 Mikrometer dünne Reaktionsschicht, in der die kurzlebigen Hydroxylradikale entstehen. Damit auch alle Kohlenwasserstoff-Verbindungen aufgebrochen werden, muss das Wasser im Reaktor kontrolliert durch diese Grenzschicht geleitet werden. Den Stuttgarter Experten ist es gelungen, die Wasserbewegung so exakt zu steuern, dass der gesamte Reaktorinhalt zuverlässig und höchst effizient gereinigt wird.

Der erste industrielle Prototyp hat einen Durchsatz von bis zu 2,5 Kubikmetern pro Stunde. Der Durchsatz ist abhängig vom Verschmutzungsgrad. Die Anlage verfügt über ein Messsystem, das die Schadstoffbelastung des Wassers kontrolliert. Erst wenn ein Minimalwert unterschritten ist, wird es abgelassen. Die gesamte Anlagentechnik arbeitet vollautomatisch und lässt sich sehr flexibel betreiben – etwa, indem man sie abhängig vom Angebot an elektrischer Energie kurzfristig zu- und abschaltet.

Bild: © Fraunhofer IGB - 172 nm UV-Strahler zur Reinigung von Wasser

 

Erstellt am 10.6.2014