Wasseraufbereitung
Neue Methode beseitigt Medikamentenrückstände aus Abwasser
Mit Hilfe elektrochemischer Verfahren können Medikamentenrückstände im Abwasser vollständig abgebaut werden. Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts IKTS haben dazu ein entsprechendes Verfahren entwickelt.
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Aufbereitungsmodul mit integrierten Ultraschallsensoren zur vollständigen Entfernung von Medikamentenrückständen.
© Fraunhofer IKTS
DRESDEN. Medikamentenrückstände in Abwässern stellen die kommunale Wasseraufbereitung vor neue Herausforderungen. Mit etablierten Verfahren können sie nur unzureichend entfernt werden. Ein am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) entwickeltes Aufbereitungsmodul soll nun die Schadstoffe vollständig entfernen.
Mit Hilfe elektrochemischer Verfahren können Medikamentenrückstände vollständig abgebaut werden, erklärt das IKTS in einer Mitteilung. Diese werden dabei an der Anode einer Elektrolysezelle elektrochemisch umgesetzt, so dass am Ende nur noch Kohlendioxid übrig bleibt.
Allerdings sind die bisher verwendeten Anoden aus bordotiertem Diamant mit einem Quadratmeterpreis von derzeit etwa 16.000 Euro dafür viel zu teuer. Das IKTS verfolge daher zwei Ansätze.
Zum einen wurden edelmetallfreie halbleitende Mischoxidphasen als alternatives Anodenmaterial entwickelt. Als besonders effektiv haben sich dabei Zinn-Antimonoxid-basierte Systeme erwiesen. Bei gleicher Funktionsweise und Lebensdauer kosten sie nur ein Zehntel im Vergleich zu bordotiertem Diamant. Zum anderen bringen die Forscher das Abwasser mittels Ultraschall zum Schwingen, um den Stofftransport an der Elektrode zu intensivieren und somit noch größere Abbauraten zu realisieren, heißt in der Mitteilung.
Das wird erreicht, indem durch den Ultraschall die Dicke der sogenannten Diffusionsschicht auf der Anode minimiert wird. Die Schicht wirkt als eine Art Reaktionsbarriere und verlangsamt somit deren Zerstörung.
Nicht nur die Verfahrenskombination ist raffiniert, sondern auch der Aufbau des entsprechenden Elektroden-Sonotroden-Moduls. Der innovative Ansatz bestehe darin, die Ultraschallsensoren direkt auf die keramische Elektrode zu drucken, so dass diese selbst wie eine Feder in Schwingung versetzt wird. Damit verbessert sich der Stofftransport zur Elektrode enorm.
Im Labormaßstab wurde kürzlich ein überzeugender Funktionsnachweis des neuen Elektroden-Sonotroden-Moduls erbracht und daraufhin ein Patent angemeldet. Das Elektroden-Sonotroden-Modul soll künftig auch in anderen Sektoren eingesetzt werden, wie zur Zerstörung von Nitroaromaten, Weichmachern, Herbizidrückständen oder anderen toxischen Stoffen in gewerblichen Abwässern. (eb)
