DE102016104352A1 - Verfahren zur Absenkung des Stickstoffgehalts in Wässern - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbau von Stickstoffverbindungen im Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass Stickstoffverbindungen, die Stickstoff mit einer Wertigkeit größer Null, mit Stickstoffverbindungen, die Stickstoff mit einer Wertigkeit kleiner Null, in Gegenwart von Eisen(II)-Hydroxylverbindungen, in Verbindung gebracht werden.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbau von Stickstoffverbindungen im Wasser.
  • Stickstoff ist ein essentieller Nährstoff jedweder Lebewesen für den Aufbau von Aminosäuren, Proteinen, Nucleinsäuren und anderen lebenswichtigen Bestandteilen. Allerdings ist die größte Stickstoffquelle der Erde, der eine sehr stabile Dreifachbindung enthaltende elementare Luftstickstoff N2, sehr reaktionsträge und deshalb von den allermeisten Lebewesen nicht direkt verwertbar. Deshalb ist die weitaus überwiegende Anzahl von Lebewesen auf eine Zufuhr wasserlöslicher Stickstoffverbindungen in Form von Ammonium- und Nitratverbindungen angewiesen. Diese bezeichnet man deshalb als bioverwertbar.
  • Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass man unerwünschtes mikrobiologisches Wachstum, z. B. in wasserführenden Systemen, durch den Abbau bzw. die Limitierung der bioverwertbaren Stickstoffverbindungen verhindern bzw. begrenzen kann. Ein Zusatz von chemischen Reduktions- bzw. Oxidationsmitteln hierfür ist allerdings unerwünscht, weil dies zwangsläufig zu einer sogenannten Aufsalzung, d. h. einer Verunreinigung des Wassers führt.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Abbau von Stickstoffverbindungen im Wasser bereitzustellen, mittels welchem eine Verunreinigung des Wassers wirksam verhindert werden kann.
  • Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass Stickstoffverbindungen, die Stickstoff mit einer Wertigkeit größer Null, mit Stickstoffverbindungen, die Stickstoff mit einer Wertigkeit kleiner Null, in Gegenwart von Eisen(II)-Hydroxylverbindungen, in Verbindung gebracht werden Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Vorteilhafterweise gelingt eine Absenkung des Stickstoffgehaltes, wenn man den im Wasser enthaltenen Ammonium-Stickstoff, der über eine Wertigkeit bzw. Oxidationszahl von –3 verfügt und den ebenfalls im Wasser enthaltenen Nitratstickstoff mit einer Wertigkeit bzw. Oxidationszahl von +5 in Wirkverbindung mit einem wasserunlöslichen, heterogenen Katalysator unter Bildung des reaktionsträgen elementaren Stickstoffs mit einer Wertigkeit bzw. Oxidationszahl von ±0 zur Reaktion bringt.
  • Ein hierfür geeigneter Katalysator besteht aus einer Metalllegierung in Draht-, Folien- oder sonstiger Form mit einem Oberflächen-/Volumenverhältnis von > 1,5·104, vorzugsweise 5·10, auf der durch eine thermische Behandlung eine keramische Deckschicht erzeugt wird, die in Kontakt mit Wasser Fe(II)-Hydroxylstrukturen ausbildet.

Claims (3)

  1. Verfahren zum Abbau von Stickstoffverbindungen im Wasser, dadurch gekennzeichnet, dass Stickstoffverbindungen, die Stickstoff mit einer Wertigkeit größer Null, mit Stickstoffverbindungen, die Stickstoff mit einer Wertigkeit kleiner Null, in Gegenwart von Eisen(II)-Hydroxylverbindungen, in Verbindung gebracht werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Eisen(II)-Hydroxylverbindungen durch thermische Behandlung einer Eisen-Chrom-Nickel-Legierung und anschließenden Kontakt mit Wasser gebildet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Katalysator in Draht-, Folien- oder sonstiger Form mit einem Oberflächen-/Volumenverhältnis von > 1,5·104, vorzugsweise 5·104, vorliegt.
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