Behandlung von Pharmaabwässern mithilfe der Adsorptionstechnologie

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Die Adsorption ist die Grenzflächenreaktion zwischen einem oder mehreren gelösten Stoffen und einem festen Stoff (Adsorbens). Als Folge dieser Reaktion tritt eine Anreicherung der gelösten Stoffe als Adsorbat an der Phasengrenzfläche des Adsorbens auf. Der Adsorptionsvorgang lässt sich in vier Einzelschritte unterteilen:

Transport des Adsorptivs aus der Lösung an den Rand des Grenzfilms um das Adsorbenskorn mittels Diffusion/Konvektion;

Transport durch die das Adsorbens umgebende Diffusionsgrenzschicht;

Transport in das Adsorbensinnere durch Diffusion in der Porenflüssigkeit und/oder Diffusion im adsorbierten Zustand entlang der inneren Oberfläche;

eigentliche Anlagerung des Adsorptivs an die freie Oberfläche.

Der geschwindigkeitsbestimmende Schritt für den gesamten Adsorptionsvorgang ist dabei der dritte Teilschritt. Die Temperatur, der pH-Wert und die Zusammensetzung des zu behandelnden Abwassers beeinträchtigen das Ausmaß der Adsorption.

Die Zusammenstellung der Adsorbermaterialien (Blending) wird für das anwendungsspezifische Arzneistoffspektrum und die Abwassermatrix zusammengestellt. Die Adsorbergruppen Aktivkohle, Zeolithe, Bentonite, Al- und Mg-Oxide, Harze/Gele sowie Poröse Polymere stehen hierfür in unterschiedlicher Spezifikation zur Verfügung. Der Typ des Adsorbens, die Polarität, die spezifische Oberfläche, die Aktivität, der Porendurchmesser und die Oberflächenionisationseffekte sowie nicht zuletzt die Wirtschaftlichkeit spielen eine wichtige Rolle bei der Zusammenstellung der Adsorbermaterialien. Anschließend wird mit thermodynamischen, kinetischen und dynamischen Modellen die beste Lösung ermittelt.

Die Auswertung aller Modellcharakteristika zusammengefasst liefert eine Aussage über die Erreichbarkeit der Grenzwerte und die Zusammenstellung der kundenspezifischen Adsorbermischungen und -lagen. Das spezifische Verfahren wird so ausgelegt, dass es bei Raumtemperatur und dem ordinären pH-Bereich des Abwasserstromes optimal abläuft, um die Robustheit im laufenden Betrieb zu gewährleisten.

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