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BMBF-Projekt "ISIS"

ISIS untersucht, wie sich der Schadstoffgehalt im Abwasser einer Wasseraufbereitungsanlage mittels elektrochemischer Oxidation vermindern lässt. In einer Pilotanlage zur Wasseraufbereitung in Israel wird Trinkwasser aus Abwasser gewonnen – eine Lösung, auf die man in Gebieten mit geringen Trinkwasserreserven vermehrt zurückgreifen muss. Das geschieht per Umkehrosmose, bei der vorgereinigtes Abwasser unter Druck eine Membran passiert. Dabei werden die meisten Schadstoffe zurückgehalten und es entsteht ein Abwasserkonzentrat, welches zu entsorgen ist. Um dessen Schadstoffgehalt zu reduzieren, muss es weiter behandelt werden, auch um Auswirkungen auf die (aquatische) Umwelt bei der Entsorgung zu minimieren. Ein mögliches Verfahren dazu ist die elektrochemische Oxidation.

Die aus der israelische Pilotanlage stammenden Abwasserkonzentrate werden im BfG-Labor weiter behandelt. Ausgewählte organische Spurenstoffe werden mittels Bor-dotierter Diamant-Anoden (BDD-Anoden) abgebaut und anschließend auf die Bildung von Transformationsprodukten (TPs) geprüft. Die bei der Oxidation ablaufenden Prozesse sollen möglichst genau charakterisiert werden. Dazu müssen die Oxidantien identifiziert und, soweit möglich, quantifiziert werden. Damit möglichst wenige toxikologisch relevante TPs gebildet werden, sind die elektrochemischen Randbedingungen wie Stromdichte, pH, Ionenstärke oder Auswahl der Elektroden zu optimieren. Dies gilt insbesondere für halogenierte TPs, da diese häufig biologisch schwer abbaubar und toxikologisch relevant sind.

Spezifische Summenparameter wie die Summe der gebildeten halogenierten organischen Verbindungen (AOX), der gebildeten Aldehyde (z. B. Purpald Test) oder der Chloramine erlauben eine erste Einschätzung über die Bildung toxikologisch relevanter OPs (Oxidationsprodukte). Zur Aufklärung der Prozesse wird die Transformation ausgewählter organischer Mikroverunreinigungen untersucht, indem die OPs mittels LC Tandem MS und NMR identifiziert werden. Dieses Vorgehen erlaubt eine sehr detaillierte Charakterisierung der für den elektrochemischen Abbau relevanten Prozesse. Abschließend soll anhand von Labor-Batchversuchen mit Klärschlamm geklärt werden, ob die identifizierten OPs biologisch abbaubar sind

Das BMBF fördert ISIS im Rahmen des deutsch-israelischen Wassertechnologie-Programms. Die Projektpartner sind die Haifa University-Oranim (HU) und das Technion-Israel Institute of Technology (IIT).

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