Validierung eines neuen Verfahrens zur Spurenstoffeliminierung in Abwässern und Prozessströmen.

Motivation

Durch den täglichen Gebrauch von Hygieneartikeln (z.B. Rückstände von Körperpflegeprodukte, waschen von Textilien (Kunstofffasern), Chemikalien (Industrie- und Haushaltschemikalien) und pharmazeutischen Stoffen (z.B. Schmerzmittel, Röntgenkontrastmittel, Anti-Baby-Pille etc.) gelangen diverse Spurenstoffe und auch Mikroplastik-Partikel in das kommunale Abwasser und somit den Kläranlagen. Diese Problematik ist bereits bekannt und wird in Form von Kompetenzzentren aktiv bearbeitet (z. B. Kompetenzzentrum Mikroschadstoffe NRW). Dies hat zur Folge, dass die Wasseraufbereitung in einigen Klärwerken durch eine vierte Reinigungsstufe zur Spurenstoffabscheidung erweitert wird. Diese kann durch verschiedene Verfahren erfolgen (z.B. Ozonierung). Im Rahmen dieses Projekts wird ein neuartiges Verfahren auf Basis von Pulver-Aktivkohle und mittels Kerzenfilter und Anschwemmfiltration auf deren Eignung zur Spurenstoffabscheidung (und Mikroplastik) evaluiert.

Durchführung

Die Arbeit beinhaltet das Einarbeiten in die Thematik „Abwasserwirtschaft“, „Verfahrenstechnik in der Abwasseraufbereitung“, deren chemische Vorgänge und wichtige Kenngrößen. Neben der Literaturarbeit sind auch Versuche an einer bestehenden Anlage durchzuführen. Dazu wird die Spurenstoffbelastung des Abwassers durch Spektralanalyse im Bereich 200-1100 nm bestimmt.

Nach einem festgelegten Abbruchkriterium (Definierter Prozentsatz des Ursprungsspektrums) können so diverse verschiedene Aktivkohlen mit Blick auf deren Absorption der Spurenstoffe und der hydraulischen Belastung miteinander verglichen werden. Neben den Versuchen zur Abscheidung von Spurenstoffen wird ebenfalls der Rückhalt von Mikroplastikpartikeln durch die Aktivkohleschichten untersucht.

Abbildung 1: Extinktionsspektrum von 200 - 550 nm Wellenlänge. Deutlich zu erkennen ist das Nullspektrum und das Wachstum des Spektrums von 2 min nach erstmaligem Durchströmen der Aktivkohleschicht bis zum Erreichen des Nullspektrums bei 135 min.

Ziel der Arbeit

Im Rahmen einer Masterarbeit soll ein neuartiges Verfahrens zur Abwasserreinigung evaluiert werden. Dazu wird reales Abwasser in einer bereits bestehenden Anlage durch verschiedene Aktivkohleschichten behandelt. Die unterschiedlichen Aktivkohlen sollen dann miteinander verglichen und auf deren Eignung mit Blick auf bereits etablierte Verfahren bewertet werden.

Bei erfolgreichen Versuchen im Technikum soll die Rückhalteleistung von Spurenstoffen (Kapazität), mit einer größeren Laboranlage, direkt auf einer Kläranlage ermittelt werden.

Profil

Die Bearbeitung dieser Abschlussarbeit erfordert ein abgeschlossenes Bachelorstudium in Bio-/ oder Chemieingenieurwesen. Interesse an praktischer Arbeit im Labor, sowie eine saubere, selbstständige und termingerechte Arbeitsweise sind wünschenswert. Idealerweise sind Kenntnisse zur Spektroskopie vorhanden.

Bei Interesse an dieser Stelle bin ich unter patrick morsch ∂does-not-exist.kit edu zu erreichen.  Für ein persönliches Gespräch stehe ich nach Absprache zur Verfügung.