A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
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Behavior of micropollutants during hydrothermal carbonization of sewage sludge ; Verhalten von Mikroschadstoffen bei der Hydrothermalen Karbonisierung von Klärschlamm
Die Hydrothermale Karbonisierung (HTC) wird seit einigen Jahren als vielversprechende Methode zur Umwandlung von organischen Reststoffen eingesetzt. Durch das Erhitzen einer wässrigen Suspension auf 190 - 250 °C unter Luftausschluss findet bei einem Druck von ca. 15 bar die Umwandlung zu Biokohle statt. Der Einsatz von Klärschlamm in der HTC wird erst seit Kurzem durchgeführt. Vorteile sind eine verbesserte Entwässerbarkeit und ein höherer Brennwert. Darüber hinaus werden die Möglichkeit zur Nährstoffrückgewinnung und eine Reduktion von Schadstofffrachten postuliert. Letztere Hypothese wurde in dieser Arbeit geprüft. Als relevante Stoffgruppen wurden aufgrund ihrer Umweltrelevanz und Persistenz zwölf Arzneimittel sowie die Gruppe der perfluorierten Tenside (PFT) ausgewählt. Zunächst mussten Methoden der Flüssigchromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie (LC-MS) für die Quantifizierung der Substanzen in den Matrices Klärschlamm und Biokohle entwickelt werden. Matrixeffektchromatogramme machten dabei die Komplexizität der Matrix sichtbar. Die finale Analysenmethode von Arzneimitteln in Klärschlamm und Biokohle basierte auf einer Probenvorbereitung mittels Gefriertrocknung und beschleunigter Lösemittelextraktion. Die Extrakte wurden direkt injiziert und die gesuchten Substanzen mittels Standardaddition quantifiziert. Zur Untersuchung der PFT wurde ein zusätzlicher Aufreinigungsschritt mittels Festphasenextraktion integriert. Bei der Untersuchung von Klärschlämmen und dazugehörigen Biokohlen nach HTC zeigte sich, dass die Klärschlämme eine höhere Belastung mit Arzneimitteln und PFT aufwiesen als die entsprechenden Biokohlen. Daraus ergab sich eine Reduktion der Schadstofffracht durch die HTC. Die Reaktionsmechanismen, die zu dieser Reduktion führten, wurden am Beispiel von Diclofenac genauer untersucht. Hierzu wurde in Inertexperimenten mit Sand das Abbauverhalten der Substanz bei der HTC betrachtet. Non-target Analytik mittels hochauflösender Massenspektrometrie (LC-HRMS) half bei der Identifizierung von ...
Behavior of micropollutants during hydrothermal carbonization of sewage sludge ; Verhalten von Mikroschadstoffen bei der Hydrothermalen Karbonisierung von Klärschlamm
Die Hydrothermale Karbonisierung (HTC) wird seit einigen Jahren als vielversprechende Methode zur Umwandlung von organischen Reststoffen eingesetzt. Durch das Erhitzen einer wässrigen Suspension auf 190 - 250 °C unter Luftausschluss findet bei einem Druck von ca. 15 bar die Umwandlung zu Biokohle statt. Der Einsatz von Klärschlamm in der HTC wird erst seit Kurzem durchgeführt. Vorteile sind eine verbesserte Entwässerbarkeit und ein höherer Brennwert. Darüber hinaus werden die Möglichkeit zur Nährstoffrückgewinnung und eine Reduktion von Schadstofffrachten postuliert. Letztere Hypothese wurde in dieser Arbeit geprüft. Als relevante Stoffgruppen wurden aufgrund ihrer Umweltrelevanz und Persistenz zwölf Arzneimittel sowie die Gruppe der perfluorierten Tenside (PFT) ausgewählt. Zunächst mussten Methoden der Flüssigchromatographie gekoppelt mit Massenspektrometrie (LC-MS) für die Quantifizierung der Substanzen in den Matrices Klärschlamm und Biokohle entwickelt werden. Matrixeffektchromatogramme machten dabei die Komplexizität der Matrix sichtbar. Die finale Analysenmethode von Arzneimitteln in Klärschlamm und Biokohle basierte auf einer Probenvorbereitung mittels Gefriertrocknung und beschleunigter Lösemittelextraktion. Die Extrakte wurden direkt injiziert und die gesuchten Substanzen mittels Standardaddition quantifiziert. Zur Untersuchung der PFT wurde ein zusätzlicher Aufreinigungsschritt mittels Festphasenextraktion integriert. Bei der Untersuchung von Klärschlämmen und dazugehörigen Biokohlen nach HTC zeigte sich, dass die Klärschlämme eine höhere Belastung mit Arzneimitteln und PFT aufwiesen als die entsprechenden Biokohlen. Daraus ergab sich eine Reduktion der Schadstofffracht durch die HTC. Die Reaktionsmechanismen, die zu dieser Reduktion führten, wurden am Beispiel von Diclofenac genauer untersucht. Hierzu wurde in Inertexperimenten mit Sand das Abbauverhalten der Substanz bei der HTC betrachtet. Non-target Analytik mittels hochauflösender Massenspektrometrie (LC-HRMS) half bei der Identifizierung von ...
Behavior of micropollutants during hydrothermal carbonization of sewage sludge ; Verhalten von Mikroschadstoffen bei der Hydrothermalen Karbonisierung von Klärschlamm
vom Eyser, Claudia (author) / Schmidt, Torsten Claus
2016-08-29
Theses
Electronic Resource
English
Behavior of micropollutants during hydrothermal carbonization of sewage sludge
| UB Braunschweig | 2016