Das Projekt "UV-Ozon-Behandlung von Deponiesickerwaessern: Oxidation, Neubildung und biologischer Abbau von Schadstoffen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie und Lehrstuhl für Hydrogeologie, Hydrochemie und Umweltanalytik durchgeführt. Das Projekt befasst sich mit der speziellen Thematik der photooxidativen Behandlung von Deponiesickerwaessern durch Anwendung der UV/Ozon- und UV/Wasserstoffperoxid-Technologie. Schwerpunktmaessig wurde hierbei einerseits eine Pilotanlage konstruiert, die aus einem eigens entwickelten Duennfilm-Photoreaktor und einer Blasensaeule zur Ozonabsorption besteht. Andererseits stand die Bildung und der Abbau von Dioxinen und Furanen aus polychlorierten Phenolen waehrend der Aufbereitung im Mittelpunkt der Untersuchungen. Darueber hinaus wurde die Aufbereitung mit Hilfe von Summen- und Gruppenparametern, zB TOC und AOX, verfolgt. Der Reaktor ist vor allem fuer die Bestrahlung von Waessern mit hoher optischer Dichte durch Ausbildung duenner Filme (Schichtdicke: 0,1 bis 0,6 mm) gedacht. Zu diesem Zweck wurde die Konstruktion derart vorgenommen, dass die zu behandelnde Fluessigkeit nicht mit dem Strahlerhuellrohr in Kontakt steht, sondern von diesem durch einen Gasraum getrennt, die Innenwandung des aeusseren Kuehlmantels benetzt. Auf diese Weise werden Ablagerungen vermieden, die bei konventionellen Reaktorkonstruktionen zu einer drastischen Verringerung der Strahlungsintensitaet fuehren. Der Eintrag gasfoermigen Ozons in die waesserige Phase erfolgt vor dem UV-Reaktor it einer hierfuer entwickelten Blasensaeule. Damit laufen in dieser Verfahrensstufe ausschliesslich die molekularen Reaktionen des Ozons ab, waehrend beim nachgeschalteten photochemischen Prozess neben der reinen UV-Photolyse zusaetzlich die radikalischen Reaktionen durch OH-Radikale initiiert werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Behandlung mit UV-/Ozon zu einem effektiven Abbau des TOC und von organischen Schadstoffen, wie polyzyklischen aromatischen Kohlenwasserstoffen und chlorierten Phenolen, fuehrt. Allerdings konnte unter bestimmten Verfahrenseinstellungen auch eine Zunahme der AOX-Konzentration beobachtet werden, was auf die Bildung chlororganischer Verbindugen zurueckzufuehren war. Der photooxidative Abbau von polychlorierten Biphenylen, Dioxinen und Furanen zeigte sich als weniger effizient, wobei der Abbaugrad massgeblich von der Substitution abhing.
Das Projekt "Abwasserreinigung mit UV-Strahlung, Ozon und Wasserstoffperoxid kombiniert mit spektroskopischer Analytik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Wasserchemie und Chemische Balneologie und Lehrstuhl für Hydrogeologie, Hydrochemie und Umweltanalytik durchgeführt. Zur Behandlung schadstoffbelasteter Waesser werden zunehmend Aufbereitungstechnologien eingesetzt, deren Ziel darin besteht, durch Kombination von UV-Licht und Oxidationsmitteln OH-Radikale zu erzeugen und Schadstoffe auf photooxidativem Weg zu entfernen. In jedem Fall muss die Aufbereitung in der Weise durchgefuehrt werden, dass sich moeglichst kostenguenstig ein optimaler Behandlungserfolg erreichen laesst. Die Einhaltung der vom Gesetzgeber geforderten Grenzwerte ist daher die grundlegendste Voraussetzung fuer eine wirkungsvolle Anwendung der photochemischen Nassoxidation. In diesem Zusammenhang dient das geplante Forschungsprojekt der Konzeptionsfindung und optimalen Auslegung der UV-Oxidationstechnologie zur Reinigung hochbelasteter industrieller Abwaesser und Deponiesickerwaesser. Einen besonderen Beitrag soll das Vorhaben auf dem Gebiet der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik leisten, da der Aufbereitungsprozess sensorisch ueberwacht durchgefuehrt werden soll. Hierfuer sollen von der franzoesischen Gruppe UV-spektroskopische Messeinrichtungen zur On-line-Ueberwachung der Parameter TOC, BOD und COD zur Verfuegung gestellt werden. Die Adaptierung der Systeme an die Pilotanlagen der franzoesischen und bayerischen Gruppe wird durch die modulare Bauweise wesentlich vereinfacht. Ferner ist von der deutschen Gruppe die Entwicklung eines faseroptischen Sensors zur in situ Detektion von OH-Radikalen geplant. Mit diesem System soll die Messung der OH-Radikalkonzentration inmitten der reagierenden Phase durchgefuehrt und in Abhaengigkeit von der UV-Leistung und dem Oxidationsmitteleintrag die Optimierung der UV-Oxidation vorgenommen werden. Dabei soll mit den Erfahrungen der franzoesischen Gruppe auch das kurzwellige UV C Gebiet (kleiner 200nm) genutzt werden. Untersuchungen zur UV-Oxidation sollen letztlich darueber Aufschluss geben, welche Verfahrenskombination (UV/O3, UV/H2O2 oder UV/O3/H2O2) fuer die Abwasserreinigung im Hinblick auf die Zerstoerung toxischer und schwer abbaubarer Wasserinhaltsstoffe geeignet ist. Dabei werden genauere Erkenntnisse ueber das Auftreten entstehender Metabolite und die Abbauwege von Problemstoffen erwartet. Ferner werden definitive Aussagen darueber erwartet, inwieweit unter realen Aufbereitungsbedingungen durch Variation der Betriebsparameter auf den Behandlungserfolg, dh auf die Abbaueffizienz und die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens, Einfluss genommen werden kann. Mit der Installation spektroskopischer Messsysteme zur kontinuierlichen Aufzeichnung der Summenparameter erwartet man ein robustes Ueberwachungs- und Steuerungssystem fuer einen betriebssicheren Einsatz von Anlagen zur photooxidativen Wasseraufbereitung. Im besonderen wird durch die Entwicklung eines faseroptischen Sensors zur Detektion von OH-Radikalen eine zusaetzliche Messtechnik erwartet, die in der Betriebsoptimierung und -fuehrung einen idealen Anwendungsbereich findet.