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Lehrstuhl für Technische Umweltchemie
Prof. Dr. Michael Stelter
Stellvertretender Institutsleiter Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS
Forschungsschwerpunkte
Arbeitsgruppe „Wassertechnologie und Bioverfahrenstechnik“ (Dr. Patrick Bräutigam)
seit Mai 2013 am Lehrstuhl tätig:
Grundlagen der Kavitation in Fluiden, kontrollierte Erzeugung von komplexen Kavitationsfeldern
Neuartige Wasserbehandlungsverfahren mit Kombinationen aus Elektrochemie, Ultraschall und hydrodynamischer
Kavitation sowie elektrophysikalischen Effekten
Grundlagen der Detektion und des Abbaus von Mikroschadstoffen in Wasser, Fokus auf anthropogene Schadstoffe
Grundlagen und Anwendungen von anorganischen Trennmembranen in der Verfahrenstechnik und Umwelttechnik
(strategische Kooperation mit dem IKTS)
Prozessintensivierung im Rahmen der energetischen und stofflichen Nutzung von Biomasse
Arbeitsgruppe „Reaktivvermahlung“ (PD Dr. Achim Stolle)
seit Okt. 2015 am Lehrstuhl tätig (davor LS für Technische Chemie):
Einsatz von Hochenergiekugelmühlen für die chemische Synthese sowie zur Herstellung von Hybridmaterialien
Grundlegende verfahrenstechnische Betrachtungen mechano-chemischer Prozesse, deren Maßstabsvergrößerung sowie
Reaktor- und Prozessentwicklung für Reaktivvermahlungen unter isothermen Bedingungen in Mahlkörpermühlen
Entwicklung hybrider Katalysatorsysteme für heterogen-katalytische Selektivhydrierungen sowie für den Einsatz bei Gas-
phasenoxidationen unter Verwendung von nano- und mesoporösen Gläser als Trägermaterialien
68 — FORSCHUNG
Kavitations-Verfahren zur Abwasserbehandlung
In immer größerer Menge gelangen Arzneimittel, Haushalt-
schemikalien, Pestizide oder deren Rückstände in das
Grund- und Oberflächenwasser. Dies führt zu wachsender
Besorgnis hinsichtlich der z. T. noch unbekannten Wirkun-
gen solcher sogenannten anthropogenen Spurenstoffe in
der Umwelt. So finden sich vor allem in urbanen Ballungs-
räumen und in Gebieten mit intensiver Landwirtschaft im-
mer zahlreicher deren Rückstände als Spurenstoffe im
Trinkwasser
unserem wichtigsten Lebensmittel. Obwohl
diese Stoffe nur in sehr kleinen Konzentrationen vorliegen,
gleichzeitig aber relativ beständig sind, entfalten sie unge-
wollte biologische Wirkungen. So schädigen sie die Gewäs-
serökologie, tragen z. B. im Falle von Antibiotikarückstän-
den zum Entstehen multiresistenter Keime bei oder sind
wie bei den Rückständen von Östrogenen für die Zunahme
von Fertilitätsstörungen. Leider gelingt es bisher kaum,
diese Spurenstoffe in der kommunalen Abwasserbehand-
lung als einem Haupteintragspfad wirksam zurückzuhalten.
Man weiß aber seit einiger Zeit, dass sie elektrochemisch
sehr wirkungsvoll und vor allem rückstandsfrei zerstört
werden können. Noch besser gelingt dies, wenn man die
dabei ablaufenden Reaktionen mittels Ultraschalleinkopp-
lung verstärkt. Die dafür zur Verfügung stehenden Reakto-
ren sind allerdings so beschaffen, dass ihr Einsatz zur Be-
handlung großer Wassermengen aus Kläranlagenabläufen
viel zu teuer wäre.
Abb. 1.
links:
Bordotierte Diamantelektroden. Grafik: AG Stelter
rechts:
Visualisierung der Kavitationsfeldverteilung mit Hilfe der
Sonochemilumineszenz. Grafik: AG Stelter
Das BMBF-Verbundprojekt SONEKTRO verfolgt das
Ziel, das elektrochemische Elektrodensystem und eine
miniaturisierte Ultraschallanregung auf einem kerami-
schen Trägersystem zu platzieren und in Form ultrakom-
pakter, hochintegrierter Arrays zur Verfügung zu stellen.
Diese Arrays werden zu Modulen zusammengefasst, die
die Basis für eine neue Art von Reaktoren bilden sollen.
[1] Finkbeiner P. et al. (2015): Sonoelectrochemical degradation of the anti-
inflammatory drug, diclofenac in water. Chem. Eng. J., 273, 214.
DOI:10.1016/j.cej.2015.03.070.