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Sulfatradikal-basierte Oxidation in der Wasseraufbereitung ; Sulfate radical based oxidation in water treatment
Seit einigen Jahren wird der Einsatz von Sulfatradikalen (SO4●─) als potenzielles Oxidationsmittel in der Wasseraufbereitung diskutiert, welches z.B. bei der Photolyse von Peroxodisulfat (S2O82─) entsteht. SO4●─ sind starke Oxidationsmittel, die den Abbau von sehr stabilen Schadstoffen ermöglichen könnten. Ein Beispiel sind perfluorierte Carbonsäuren, die durch SO4●─ abgebaut werden jedoch in Gegenwart hochreaktiver Hydroxylradikale (●OH), die in sog. Advanced Oxidation Processes (AOP) z.B. beim Einsatz von Ozon gebildet werden, persistieren. Allerdings sind wichtige Aspekte einer potenziellen Anwendung von SO4●─ als Wasseraufbereitungsverfahren, wie Energieaufwand und Nebenproduktbildung, bislang kaum untersucht. Dies ist Gegenstand der vorliegenden Arbeit. In einem ersten Schritt wurde der Einfluss von natürlichem organischem Material (NOM) auf die Effizienz des Schadstoffabbaus untersucht und mit dem Einsatz von ●OH verglichen. Dabei zeigte sich, dass SO4●─ in Gegenwart von zwei Arten NOM (Suwannee River und aus Leonardith-Material extrahierte Huminsäuren), 2-3-fach effizienter war als in einem analogen ●OH basierten Verfahren, was auf eine geringere Reaktivität der SO4●─ mit NOM zurückgeführt werden kann. Allerdings reagieren einige Schadstoffe deutlich langsamer mit SO4●─ im Vergleich zu ●OH (z.B. tert-Butanol k(●OH) ≈ 108 M-1 s-1, k(SO4●─) ≈ 105 M-1 s-1), was sich kompensatorisch auf diesen Effizienzgewinn auswirkt. Im Weiteren wurde die Bildung von Bromat (BrO3─) untersucht. BrO3─ ist ein wichtiges Nebenprodukt das beim Einsatz von Ozon in Gegenwart von Bromid (Br─) entstehen kann (EU und US-EPA Trinkwassergrenzwert: 10 µg L-1). Während SO4●─ in Reinstwasser Br─ zu BrO3─ oxidiert, führt die Gegenwart von NOM zu einer sehr effizienten Unterdrückung dieser Reaktion. Damit ist die übermäßige Bildung von BrO3─ auch in SO4●─ basierten Prozessen nicht zu erwarten. Bei einer übermäßigen Bildung von BrO3─ in einem Ozon-basierten Prozess könnte ein SO4●─ basiertes Verfahren eine günstigere Alternative darstellen. ...
Sulfatradikal-basierte Oxidation in der Wasseraufbereitung ; Sulfate radical based oxidation in water treatment
Seit einigen Jahren wird der Einsatz von Sulfatradikalen (SO4●─) als potenzielles Oxidationsmittel in der Wasseraufbereitung diskutiert, welches z.B. bei der Photolyse von Peroxodisulfat (S2O82─) entsteht. SO4●─ sind starke Oxidationsmittel, die den Abbau von sehr stabilen Schadstoffen ermöglichen könnten. Ein Beispiel sind perfluorierte Carbonsäuren, die durch SO4●─ abgebaut werden jedoch in Gegenwart hochreaktiver Hydroxylradikale (●OH), die in sog. Advanced Oxidation Processes (AOP) z.B. beim Einsatz von Ozon gebildet werden, persistieren. Allerdings sind wichtige Aspekte einer potenziellen Anwendung von SO4●─ als Wasseraufbereitungsverfahren, wie Energieaufwand und Nebenproduktbildung, bislang kaum untersucht. Dies ist Gegenstand der vorliegenden Arbeit. In einem ersten Schritt wurde der Einfluss von natürlichem organischem Material (NOM) auf die Effizienz des Schadstoffabbaus untersucht und mit dem Einsatz von ●OH verglichen. Dabei zeigte sich, dass SO4●─ in Gegenwart von zwei Arten NOM (Suwannee River und aus Leonardith-Material extrahierte Huminsäuren), 2-3-fach effizienter war als in einem analogen ●OH basierten Verfahren, was auf eine geringere Reaktivität der SO4●─ mit NOM zurückgeführt werden kann. Allerdings reagieren einige Schadstoffe deutlich langsamer mit SO4●─ im Vergleich zu ●OH (z.B. tert-Butanol k(●OH) ≈ 108 M-1 s-1, k(SO4●─) ≈ 105 M-1 s-1), was sich kompensatorisch auf diesen Effizienzgewinn auswirkt. Im Weiteren wurde die Bildung von Bromat (BrO3─) untersucht. BrO3─ ist ein wichtiges Nebenprodukt das beim Einsatz von Ozon in Gegenwart von Bromid (Br─) entstehen kann (EU und US-EPA Trinkwassergrenzwert: 10 µg L-1). Während SO4●─ in Reinstwasser Br─ zu BrO3─ oxidiert, führt die Gegenwart von NOM zu einer sehr effizienten Unterdrückung dieser Reaktion. Damit ist die übermäßige Bildung von BrO3─ auch in SO4●─ basierten Prozessen nicht zu erwarten. Bei einer übermäßigen Bildung von BrO3─ in einem Ozon-basierten Prozess könnte ein SO4●─ basiertes Verfahren eine günstigere Alternative darstellen. ...
Sulfatradikal-basierte Oxidation in der Wasseraufbereitung ; Sulfate radical based oxidation in water treatment
Lutze, Holger (author) / Schmidt, Torsten Claus
2014-03-11
Theses
Electronic Resource
English
Sulfatradikal-basierte Oxidation in der Wasseraufbereitung
| UB Braunschweig | 2013
Sulfatradikal-basierte Oxidation in der Wasseraufbereitung
| TIBKAT | 2013
| Springer Verlag | 2019
Tema Archive | 1992