Im Forschungsprojekt OZON-EFF erforscht Prof. Dr. Verena Fath ein neuartiges, energieeffizientes Reaktorkonzept zur Ozonung kommunaler Abwässer. Ziel ist die wirksame Entfernung von Arzneimittelspuren bei deutlich reduziertem Energie- und Ressourcenverbrauch. Das Projekt wird von der Carl-Zeiss-Stiftung im Förderprogramm „CZS Forschungsstart“ mit 240.000 Euro gefördert.
Die Ozonung wird eingesetzt, um schwer abbaubare Spurenstoffe im Abwasser zu oxidieren. Die Erzeugung des dafür benötigten Ozons ist jedoch energieintensiv. Die Forschenden wollen im Projekt untersuchen, wie sich der Stoffübergang und die Reaktionsbedingungen optimieren lassen. Im Fokus steht die Entwicklung eines neuen Reaktors, dessen Funktionsweise im Labormaßstab untersucht und optimiert werden soll.
So läuft das Verfahren
Das Gas reagiert mit den im Wasser gelösten Stoffen und kann diese chemisch verändern und abbauen. Dabei muss das Ozon zunächst aus der Gasphase ins Wasser übertreten. Dieser Stoffübergang an der Grenzfläche zwischen Gas und Flüssigkeit kann jedoch die Effizienz des Verfahrens begrenzen. Die Folge: Für eine ausreichende Reinigungsleistung kann unter Umständen mehr Ozon und damit auch mehr Energie benötigt werden als technisch wünschenswert.
„Genau hier wollen wir ansetzen”, sagt Verena Fath, neuberufene Professorin in der Fakultät für Verfahrens- und Chemietechnik. „Im Forschungsprojekt OZON-EFF entwickeln wir einen neuen Reaktoransatz, der die Ozonbehandlung effizienter machen soll. Dazu entwerfen wir einen sogenannten Rieselfilmreaktor, in dem das Abwasser als dünner Film über inerte Packungen fließt, während Ozon im Gegenstrom durch die Gasphase geführt wird. Durch die Gestaltung des Reaktors wollen wir den Kontakt zwischen Ozon und Abwasser gezielt verbessern. So soll die Reaktion effizienter ablaufen und sich der Einsatz von Ozon und Energie möglichst bedarfsgerecht steuern lassen.”
Das Projekt untersucht neben dem Energiebedarf auch die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens und bewertet, unter welchen Bedingungen sich die Technologie auf kommunale Kläranlagen übertragen lässt. Investitionen in eine vierte Reinigungsstufe, die aufgrund einer Neufassung der EU-Abwasserrichtlinie vielen Kommunen in den kommenden Jahren bevorstehen, werden dadurch zukunftssicher gestaltet und Einschränkungen im Gewässerschutz vermieden.
