UV-Wasseraufbereitung

1. UV-Photooxidation

Verfahren zur heterogenen Nassoxidation von belastetem Grund- und Prozesswasser.

Eine effiziente Alternative zur Reinigung von stark kontaminierten Grund- und Abwässern mit schwieriger Matrix stellen neben der Anwendung von chemisch-physikalischen und biologischen Verfahrenskombinationen besonders wirksame Reaktionssysteme dar, welche die Effektivität des oxidativen Prozesses um ein Vielfaches erhöhen und neue Bereiche der Schadstoffeliminierung aus dem Wasser einschließen.

Besonderes Merkmal des nassoxidativen Prozesses ist die nahezu reststofffreie Umsetzung der im Wasser gelösten organischen Inhaltsstoffe.

Dieses Verfahren eröffnet neue Perspektiven auch durch ihre Kombinationsvarianten mit anderen Reinigungstechnologien, z.B. der UV/H2O2/O3-Photooxidation.

Dieses Verfahren wird bevorzugt in folgenden Anwendungsfällen eingesetzt:

* Abwasserbehandlung als Vorreinigung
* Grundwassersanierung
* Prozesswasserreinigung
* Trinkwasseraufbereitung

Photooxidation mittels UV/Wasserstoffperoxid

Bei den für die Wasseraufbereitung relevanten photochemischen Verfahren sind die Photolyse, die Photooxidation und Photokatalyse zu unterscheiden.
Beim kombinierten Einsatz von UV-Licht und Wasserstoffperoxid wird dem belasteten Wasser das Peroxid als Oxidationsmittel zudosiert, über einen Mischer homogen verteilt und in die Bestrahlungskammer geführt.

2. Photolytische Wasserspaltung

Bei Wellenlängen < 190nm überwiegt bei der Bestrahlung von Wasser die photolytische Wasserspaltung alle anderen Reaktionen. Die Oxidation des TOC erfolgt dabei durch die gebildeten OH-Radikale aus der Wasserspaltung. Die Wasserspaltung findet in einer nur sehr dünnen Wasserschicht um das den UV-Strahler umhüllende Quarzrohr statt. Der Einsatz von sogenannten Dünnschicht-Reaktoren ist daher sinnvoll.

Die Folgereaktionen sind:

* Rekombination der gebildeten H- und OH-Radikale zu Wasser
* Bildung von Wasserstoffperoxid
* Reaktion von OH-Radikalen mit Wasser zu Sauerstoff und Wasser
* Diffusion der Radikale in die Tiefe des Wasserkörpers
* Reaktion mit den org. Wasserinhaltsstoffen

3. UV-Photooxidation zur TOC-Reduzierung

TOC (Total Organic Carbon) in entsalzten Wässern wird durch energiereiche UV-Strahlung abgebaut. Dafür können je nach Anforderungen zwei Verfahrensführungen gewählt werden.

Direkte Photolyse des TOC

Die Reaktionsprodukte der TOC-Photolyse reagieren anschließend mit den aus der gleichzeitig ablaufenden Wasserspaltung gebildeten Radikalen. Nicht immer erfolgt eine vollständige Mineralisierung des TOC. Dies ist abhängig von der Art der TOC-Bildner. Als Einflussgrößen sind Molekulargewicht, Konstitution der Stoffe und Zahl der Mehrfachbindungen im Molekül zu nennen. Photochemisch beständige organische Reaktionsprodukte der Photolyse besitzen jedoch meist eine erhöhte Polarität Dadurch wird ihre Abscheidung in einem nachgeschalteten Adsorber ermöglicht.