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Arzneifreies Wasser – dank Lichtreaktion

Wissenschaftler entwickeln Photoreaktor für Wasserbehandlungsverfahren

07.06.2018

FH Münster/Pressestelle

Davide Viscarelli installiert den Lichtleiter im Versuchsaufbau. Wie gleichmäßig er leitet, testet er mit einer Probe aus Wasser und dem abzubauenden Testfarbstoff Methylenblau.

Biologisch nicht abbaubare Substanzen aus der Pharmaindustrie haben die Gewässer längst erreicht. Das aktuell populärste Beispiel: gelöste Antibiotika. Ebenfalls problematisch sind Hormone und Röntgenkontrastmittel, die auf der Toilette einfach ausgeschieden werden, oder Arznei in Cremes und Gelen, die die Haut nicht komplett aufnimmt und deshalb irgendwann abgeduscht werden. All diese Pharmaerzeugnisse sind nicht nur gefährlich für Gewässer und die darin lebenden Organismen – auch wird die Trinkwasseraufbereitung so immer aufwendiger. Die FH Münster forscht deshalb an einem Reaktor, in dem spezielle UV-Lampen mit einer katalytisch aktiven Oberfläche die Schadstoffe abbauen.

Konkret kann man sich das so vorstellen: Das Abwasser fließt in einen Reaktor, in den eine mit einem Katalysator beschichtete Oberfläche eingebaut ist. „Als Katalysator verwenden wir pulvriges Titandioxid, weil es die Moleküle im Wasser vollständig mineralisiert, also in unschädliche Moleküle aufspaltet“, erklärt Prof. Dr.-Ing. Volkmar Jordan, der das Projekt in der Verfahrenstechnik am Fachbereich Chemieingenieurwesen vorantreibt. „Unser Katalysator Titandioxid kann die Moleküle allerdings erst abbauen, wenn UV-Strahlung ihn anregt“, sagt Johannes Robert, Doktorand im Projekt. „Das wollen wir mit LED-Technik schaffen, sie ist besonders effizient, langlebig und günstig.“

Bleibt aber noch die Frage: Wie kommt das UV-Licht in den Reaktor? Genau an diesem Punkt forscht das Team aktuell, zusammen mit Davide Viscarelli von der Universität Bologna, der zu dem Projekt seine Masterarbeit schreibt. Sie testen verschiedenen Lichtleiter, das sind durchsichtige Faserleitungen, Stäbe oder Platten aus Quarzglas oder speziellen Kunststoffen und untersuchen, wie gleichmäßig sie Licht in den Reaktor bringen. „Letztendlich forschen wir nach einer Antwort auf die Frage, was die beste Kombination aus LED, Lichtleitern, Katalysator-Beschichtung und Geometrie des Reaktors ist“, sagt Jordan. „Dafür konstruieren wir Prototypen am PC und starten mit den ersten Versuchen, um den Schadstoffabbau im Wasser bewerten zu können.“ Außerdem wird sich daran die Frage anschließen, wie viele dieser UV-Lampen man bräuchte, um eine bestimmte Abwassermenge zu reinigen. Das möchten die Forscher dann direkt in Kläranlagen testen und Standzeiten überprüfen.

Projektpartner ist Peschl Ultraviolet aus Mainz, ein Unternehmen, das die Entwicklung von UV-Technologien für die Industrie, Forschung und die Medizin mit Schwerpunkt auf Photochemie vorantreibt. Die Forschungen laufen noch zwei Jahre und werden als ZIM-Projekt öffentlich gefördert.

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