CataCOD
Entwicklung eines kompakten, photokatalytischen Online-Sensors (Photoanode, UV-A, Potentiostat) zur nahezu wartungsfreien Bestimmung von CSB/BSB und fraktionierter Organik im Abwasser
Förderprogramm
VDI/ BMFTR – KMU Innovativ Photonik und Quantentechnologien
Hintergrund
Hintergrund, Zielsetzung, Inhalte
Strengere Grenzwerte und dynamische Abwasserströme verlangen robuste Online-Analytik. Laborverfahren für CSB/BSB sind aufwendig, diskontinuierlich und wartungsintensiv. Ziel ist die Entwicklung von CataCOD: einer kompakten, photokatalytisch-elektrochemischen Sonde zur summarischen und fraktionierenden Erfassung organischer Wasserinhaltsstoffe – nahezu wartungsfrei und automatisiert.
Die Messzelle kombiniert Photoanode/Kathode, UV-A-LEDs und Potentiostat-Elektronik (Auflösung ±20 nA). Durch dünne Katalysatorschichten und Oxid-Halbleiter mit variabler Bandlücke (TiO₂, WO₃, CdS, ZnO) werden Photoströme gezielt angeregt; voltametrische Verfahren erlauben die Trennung von Fraktionen. Eine Leitfähigkeitsmessung ist integriert, sodass keine Elektrolyt-Dosierung nötig ist. Eine galvanische Selbstreinigung minimiert Drift und Wartung; Ziel ist stabiler Betrieb ≥6 Monate.
Inhalte: (i) Herstellung und Screening stabiler Photoanoden (hydrothermal/Screen-Printing), (ii) Entwicklung der Elektronik/Signalverarbeitung, (iii) Modellierung und Kalibrierung gegen Labor-CSB/DOC mit <5 % Abweichung in realen Matrizes, (iv) Untersuchung von Störeinflüssen und voltametrischer Fraktionierung, (v) Aufbau eines Demonstrators und Validierung im Feld (kommunal/industriell). Ergebnis ist eine praxisreife Online-Sonde für Echtzeit-Überwachung und digitale Prozessführung
Projektpartner
Adressierte SDGs (Sustainable Development Goals)
Ansprechpartner
Axel Wolfram
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
Dr. Simon Mehling
Wissenschaftlicher Mitarbeiter
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