DE102018214715B4

DE102018214715B4 - Verfahren zum Abbau von Schadstoffen in Wasser

Info

Publication number: DE102018214715B4
Application number: DE102018214715.9A
Authority: DE
Inventors: Klaus Bergmann; Jochen Vieker
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2020-07-09
Anticipated expiration: 2038-08-31
Also published as: DE102018214715A1

Abstract

Verfahren zum Abbau von Schadstoffen in Wasser, insbesondere Abwasser, bei dem durch eine kaskadierte dielektrische Barriereentladung zwischen einer Hochspannungselektrode (1), einem ersten Dielektrikum (3), einem bei Anregung UV-Strahlung emittierenden Gas (5) oder Gasgemisch, einem UV-transparenten zweiten Dielektrikum (4) und einer vom zweiten Dielektrikum (4) durch einen Spalt beabstandeten Erdelektrode (2) UV-Strahlung und ein Plasma erzeugt werden, und das Wasser (6) gleichzeitig der UV-Strahlung und dem Plasma der Barriereentladung ausgesetzt wird, indem es in den Spalt zwischen dem zweiten Dielektrikum (4) und der Erdelektrode (2) eingebracht wird, wobei durch Anlegen einer Hochspannung an die Hochspannungselektrode (1) das zwischen dem ersten Dielektrikum (3) und dem zweiten Dielektrikum (4) befindliche Gas (5) oder Gasgemisch zur Emission der UV-Strahlung angeregt wird und das Plasma zwischen dem zweiten Dielektrikum und der Erdelektrode erzeugt wird, und wobei das Wasser (6) so in den Spalt zwischen dem zweiten Dielektrikum (4) und der Erdelektrode (2) eingebracht wird, dass kein Zwischenraum zwischen dem Wasser (6) und dem zweiten Dielektrikum (4) verbleibt.

Description

Technisches Anwendungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abbau von Schadstoffen in Wasser, insbesondere Abwasser, bei dem das Wasser UV-Strahlung und einem Plasma ausgesetzt wird.
Die Belastung unserer Gewässer und damit auch die potentielle Gefährdung der Trinkwasserversorgung durch Mikroschadstoffe stellt neue Herausforderungen an innovative Verfahren zur Abwasserreinigung. Zu den Mikroschadstoffen zählen z.B. Rückstände aus Arzneimitteln, Diagnostikas, Kosmetikprodukten, Haushaltschemikalien, Biozide oder Pestizide sowie Industriechemikalien. So führen z.B. Rückstände aus Arzneimitteln zunehmend zu Schädigungen und Veränderungen von Organen und Geschlechtsmerkmalen bei Fischen. Der Abbau von Schadstoffen, die resistent gegenüber dem biologischen Abbau im Belebungsverfahren sind, erfolgt heute in einigen Kläranlagen durch Behandlung des Abwassers mit Ozon oder durch Einsatz von Aktivkohle. Dabei sind Schadstoffe wie das Röntgenkontrastmittel Amidotrizoesäure, das Flammschutzmittel TCCP oder der Komplexbildner EDTA nur schwer abbaubar.
Stand der Technik
Für den Abbau von Schadstoffen in Wasser bzw. Abwasser sind unterschiedliche Verfahren bekannt.
Beispiele sind die Beaufschlagung mit Ultraviolettstrahlung (UV-Strahlung), die Einleitung von extern erzeugtem Ozon, der Einsatz von Aktivkohle oder Kombinationen dieser Verfahren. Eine weitere bekannte Möglichkeit zur Erzeugung von reaktiven Substanzen (Radikale, Ozon) im Wasser, die zum Abbau von Schadstoffen führen, stellt der Einsatz von elektrischen Entladungen dar. Eine umfangreiche Übersicht über die verschiedenen bekannten Anordnungen zur Behandlung von Wasser mit elektrischen Entladungen ist beispielsweise in „Electrical Discharge in Water Treatment Technology for Micropollutant Decomposition“, Patrick Vanraes, Anton Y. Nikiforov, Christophe Leys, Chapter 15 in Book Plasma Science and Technology-Progress in Physical States and Chemical Reactions - http://dx.doi.org/10.5772/61830 - (2016), Seiten 429 - 478, zu finden. Trotz der Vielzahl der in dieser Veröffentlichung beschriebenen Anordnungen ist jedoch keines der Verfahren bis heute etabliert, was insbesondere auch auf einen zu hohen Energieeintrag oder eine zu niedrige Effizienz zurückzuführen ist.
Die DE 4440813 A1 offenbart ein Verfahren zur Behandlung von Flüssigkeiten, bei dem eine Plasmabehandlung und eine UV-Behandlung kombiniert werden. Dabei wird eine stille Entladung zwischen einer Hochspannungselektrode, die von einem Dielektrikum umgeben ist, und dem zu behandelnden Wasser erzeugt, das über eine Erdelektrode fließt. Die Erzeugung der UV-Strahlung erfolgt zwischen dem Dielektrikum und der Erdelektrode.
Aus der Veröffentlichung von HAUPT, Michael; BARZ, Jakob: „Schadstoffe im Abwasser mit Plasma abbauen“.
Presseinformation 30. Juli 2014. Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB ist bekannt, dass Plasma neben Ionen und Elektronen auch chemische Radikale und weitere elektronisch angeregte Teilchen sowie kurzwellige Strahlung enthält, und dass entsprechend Plasmareaktoren zur Abwasserbehandlung eingesetzt werden.
Die EP 0 254 111 A1 zeigt einen Hochleistungsstrahler, mit dem Wasser mit einer vom Plasma emittierten UV-Strahlung behandelt wird.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Abbau von Schadstoffen in Wasser, insbesondere Abwasser, anzugeben, mit dem ein Abbau auch von bisher nur schwer zu behandelnden Schadstoffen bei relativ geringem Energieverbrauch ohne den Einsatz von zusätzlichen Chemikalien möglich ist.
Darstellung der Erfindung
Die Aufgabe wird mit dem Verfahren gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche oder lassen sich der nachfolgenden Beschreibung sowie den Ausführungsbeispielen entnehmen.
Bei dem vorgeschlagenen Verfahren wird durch eine kaskadierte dielektrische Barriereentladung zwischen einer Hochspannungselektrode, einem ersten Dielektrikum, einem bei Anregung UV-Strahlung emittierenden Gas oder Gasgemisch, einem UV-transparenten zweiten Dielektrikum und einer vom zweiten Dielektrikum durch einen Spalt beabstandeten Erdelektrode UV-Strahlung und ein Plasma erzeugt. Das Wasser wird dabei gleichzeitig der UV-Strahlung und dem Plasma der Barriereentladung ausgesetzt, indem es in den Spalt zwischen dem zweiten Dielektrikum und der Erdelektrode eingebracht wird. Das Wasser wird dabei so in den Spalt zwischen dem zweiten Dielektrikum und der Erdelektrode eingebracht, dass kein Zwischenraum zwischen dem Wasser und dem zweiten Dielektrikum verbleibt.
Das vorgeschlagene Verfahren basiert auf der Nutzung einer kaskadierten dielektrischen Barriereentladung, die eine Kombination von UV- und Plasmabehandlung ermöglicht. Durch die an die Hochspannungselektrode angelegte Hochspannung wird einerseits das zwischen den beiden Dielektrika befindliche Gas- bzw. Gasgemisch zur Emission der UV-Strahlung angeregt und andererseits das Entladungsplasma bzw. Entladungsfilamente zwischen dem zweiten Dielektrikum und der Erdelektrode erzeugt. Die beiden Dielektrika sind dabei vorzugsweise plattenförmig, beispielsweise aus Quarzglas, ausgebildet und sind Bestandteil einer vorzugsweise geschlossenen Kammer, in der sich das UV-emittierende Gas bzw. Gasgemisch, beispielsweise ein Excimer, befindet. Bei dieser kaskadierten Barriereentladung kann durch die unmittelbare räumliche Nähe der UV-Erzeugung und der Generierung von oxidierend wirkenden Spezies in Plasma, wie beispielsweise O-Radikale oder OH-Radikale, eine optimale Synergie der beiden Effekte (Wechselwirkung mit Radikalen und UV-Behandlung) erzielt werden. Dies ermöglicht den Abbau von bisher nur schwer zu behandelnden Schadstoffen ohne den Einsatz von zusätzlichen Chemikalien. Durch die Kombination der Erzeugung von UV-Strahlung und eines Plasmas in einer kaskadierten Barriereentladung wird eine energieeffiziente Behandlung des Wassers ermöglicht. Das Verfahren kann damit einerseits auf kommunalen Kläranlagen eingesetzt werden, die durch häusliche Abwässer und industrielle Indirekt-Einleiter mit einem sehr breiten Spektrum an organischen Spurenstoffen belastet werden. Andererseits kann das vorgeschlagene Verfahren auch in Industriebetrieben zur Anwendung kommen, deren Abwässer eine hohe Konzentration spezifischer Schadstoffe aufweisen, die potentiell schädlich und schlecht biologisch abbaubar sind.
Eine ähnliche Anordnung zur kaskadierten dielektrischen Barriereentladung wird in der EP 1 337 281 B1 zur Entkeimung von Oberflächen beschrieben. Die Wirksubstanzen werden dabei in einem gasgefüllten Spalt zwischen der Erdelektrode und dem zweiten Dielektrikum erzeugt und zur Behandlung der Oberfläche dünner Materialbahnen eingesetzt, die durch diesen Spalt gezogen werden.
Das Wasser wird bei dem vorgeschlagenen Verfahren so in den Spalt eingebracht, dass es den Spalt zwischen dem zweiten Dielektrikum und der Erdelektrode vollständig ausfüllt. Eine derartige Verfahrensführung führt zu höheren Feldstärken im Wasser und zeigte bei Versuchen eine höhere Abbaurate für Schadstoffe. Das Wasser hat dabei jeweils Kontakt zur Erdelektrode und kann sowohl für ein Zeitintervall stationär im Spalt verbleiben oder auch kontinuierlich durch den Spalt gefördert werden. Vorzugsweise wird die Dicke des in dem Spalt gebildeten Wasserfilms so gewählt, dass sie zwischen einem Millimeter und zwei Zentimetern beträgt. Mit einer derartigen Einstellung lassen sich sehr gute Abbau-Ergebnisse erzielen.
Die Barriereentladung selbst wird durch Anlegen einer Hochspannung, vorzugsweise im Bereich zwischen 10kV und 100kV Maximalamplitude, an die Hochspannungselektrode erzeugt. Die an das Elektrodensystem aus Hochspannungs- und Erdelektrode angelegte Hochspannung kann entweder harmonisch, beispielsweise als sinusförmige Wechselspannung, oder gepulst sein. Im gepulsten Betrieb werden Spannungspulse vorzugsweise im Bereich von 1 ns bis einige µs eingesetzt. Diese Spannung führt zu elektrischen Feldern, sowohl im Bereich des UV-Strahlers zwischen den beiden Dielektrika als auch im Wasser bzw. dem Spalt zwischen dem Wasser und dem UV-Strahler. In diesen Feldern werden kurzlebige Filamente (Plasmakanäle) von einigen Nanosekunden Dauer aufgebaut, in denen die UV-Strahlung bzw. andere Wirksubstanzen wie z.B. OH-Radikale gebildet werden. Im Wasser selbst können diese Wirksubstanzen ebenfalls durch das Anlegen des elektrischen Feldes und die Ausbildung von Entladekanälen gebildet werden. Die Schadstoffe im Wasser werden dann durch die Beaufschlagung mit der UV-Strahlung und die Wechselwirkung mit den Wirksubstanzen aus dem Spalt bzw. aus dem Wasser in andere unschädliche Stoffe zersetzt. Durch den direkten räumlichen Kontakt der UV-Strahlung und dem Bereich der Erzeugung der anderen Wirksubstanzen kommt es zu einer Synergie der beiden Abbaumechanismen, beispielsweise zur Erzeugung von sehr reaktiven O-Radikalen durch Bestrahlung des im Plasma erzeugten Ozons mit der UV-Strahlung.
Eine für die Durchführung des Verfahrens ausgebildete Vorrichtung weist entsprechend eine Abfolge aus einer Hochspannungselektrode, einem ersten Dielektrikum, einem vom ersten Dielektrikum über einen Zwischenraum beabstandeten zweiten Dielektrikum, in den bei Anregung UV-Strahlung emittierendes Gas oder Gasgemisch eingebracht wird oder vorhanden ist, und eine vom zweiten Dielektrikum durch einen Spalt beabstandete Erdelektrode auf. Das zweite Dielektrikum ist UV-transparent ausgebildet, um die in dem Zwischenraum zwischen den beiden Dielektrika erzeugte UV-Strahlung in den Spalt zwischen dem zweiten Dielektrikum und der Erdelektrode gelangen zu lassen. Vorzugsweise bilden die beiden Dielektrika Seitenflächen einer geschlossenen Kammer, in die das UV-emittierende Gas oder Gasgemisch eingebracht wird. Bei einer planaren Ausgestaltung der Vorrichtung, bei der die Hochspannungselektrode, die beiden Dielektrika und die Erdelektrode jeweils plattenförmig in übereinander liegenden Ebenen ausgebildet sind, weist die Erdelektrode einen oder mehrere zum zweiten Dielektrikum hin offene Führungskanäle für das Wasser auf. In der bevorzugten Ausgestaltung ist die Vorrichtung jedoch in zylindrischer Form ausgebildet, bei der entweder die Hochspannungselektrode eine äußere zylinderförmige Elektrode und die Erdelektrode eine innere zylinder- oder stabförmige Elektrode oder die Erdelektrode eine äußere zylinderförmige Elektrode und die Hochspannungselektrode eine innere zylinder- oder stabförmige Elektrode bilden. Das Wasser fließt hierbei durch den im Querschnitt ringförmigen Zwischenraum zwischen der Erdelektrode und dem zweiten Dielektrikum.
Das vorgeschlagene Verfahren lässt sich in allen Bereichen einsetzen, in denen ein Abbau von Schadstoffen in Wasser erforderlich ist und ermöglicht insbesondere den Abbau von Schadstoffen in industriellen oder häuslichen Abwässern.
Figurenliste
Das vorgeschlagene Verfahren und die zugehörige Vorrichtung werden nachfolgend anhand von zwei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen nochmals näher erläutert. Hierbei zeigen:

1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer ersten Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens in einer Betriebsweise, die nicht Teil der Erfindung ist; und
2 eine schematische Querschnittsdarstellung einer zweiten Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens.

Wege zur Ausführung der Erfindung
Das vorgeschlagene Verfahren nutzt die kaskadierte dielektrische Barriereentladung, um eine Kombination von UV- und Plasmabehandlung des Wassers zu erreichen. Die unmittelbare räumliche Nähe der UV-Erzeugung und der Generierung oxidierend wirkender Spezies im Plasma ermöglicht auch eine Synergie der beiden Effekte, so dass bspw. sehr reaktive O-Radikale durch Bestrahlung des im Plasma erzeugten Ozons mit der UV-Strahlung gebildet werden können. Die für die Durchführung des Verfahrens einsetzbaren Vorrichtungen können in unterschiedlicher Weise ausgestaltet sein, wie dies beispielhaft in den 1 und 2 dargestellt ist.
1 zeigt hierzu eine planare Anordnung eines ersten Dielektrikums 3 und eines davon beabstandeten zweiten Dielektrikums 4, die als ebene Platten, bspw. aus Quarzglas, ausgeführt sind, zwischen einer Hochspannungselektrode 1 und einer Erdelektrode 2, die beide ebenfalls plattenförmig ausgebildet sind. Zwischen dem ersten Dielektrikum 3 und dem zweiten Dielektrikum 4 ist ein Zwischenraum vorhanden, der mit einem bei Anregung UV-Strahlung emittierenden Gas 5, bspw. einem Excimer, gefüllt ist. Die beiden Dielektrika 3, 4 können hierbei mit Hilfe entsprechender Seitenwandungen eine geschlossene Kammer für dieses Gas bilden. Das zweite Dielektrikum 4 ist wiederum durch einen Spalt von der Erdelektrode 2 beabstandet. Durch diesen Spalt wird während des Betriebs der Vorrichtung Abwasser 6 geleitet, wie dies durch die beiden Pfeile in 1 angedeutet ist. Die 1 zeigt hierbei eine Betriebsweise der Vorrichtung mit einem Zwischenraum zwischen dem Abwasser 6 und dem zweiten Dielektrikum 4, die nicht Teil der vorliegenden Erfindung ist. An das Elektrodensystem wird eine Hochspannung 7, entweder als harmonische Wechselspannung oder gepulst, angelegt. Die Spannung führt zu elektrischen Feldern sowohl im Zwischenraum zwischen beiden Dielektrika 3, 4 als auch in dem Zwischenraum zwischen dem Abwasser 6 und dem zweiten Dielektrikum 4. In diesen Feldern werden kurzlebige Filamente 8 aufgebaut, von denen in der 1 nur einzelne beispielhaft dargestellt sind. In diesen Filamenten 8 wird die UV-Strahlung erzeugt bzw. andere Wirksubstanzen (reaktive Substanzen wie z.B. OH-Radikale) gebildet. Im Wasser selbst kann es ebenfalls zur Ausbildung von Entladekanälen und entsprechender Ausbildung der Wirksubstanzen kommen.
In einer Ausgestaltung der dargestellten Vorrichtung ist die Erdelektrode 2 an ihrer zum zweiten Dielektrikum 4 gerichteten Seite hin zur Bildung eines oder mehrerer offener Kanäle strukturiert, in denen das Abwasser 6 in Pfeilrichtung geführt wird. Dies ist in der Figur aufgrund der Querschnittsdarstellung nicht erkennbar. Bei der vorliegenden Erfindung wird das Wasser ohne einen entsprechenden Zwischenraum zum zweiten Dielektrikum 4 geführt, wie dies in der Ausgestaltung der 2 ersichtlich ist.
In der in 2 dargestellten beispielhaften Ausgestaltung einer Vorrichtung zur Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens wird die Vorrichtung in Zylindersymmetrie ausgebildet. Die Erdelektrode 2 stellt dabei eine Stabelektrode dar, die sich auf der Zylinderachse erstreckt. Um diese Stabelektrode sind das zweite Dielektrikum 4 sowie das erste Dielektrikum 3 und die Hochspannungselektrode 1 zylinderförmig ausgebildet. Das Abwasser 6 wird in diesem Fall durch einen im Querschnitt ringförmigen Kanal entlang der in 2 dargestellten Pfeilrichtung geführt. Eine derartige Ausführung hat den Vorteil einer einfacheren Fertigung der mit dem Gas 5 gefüllten Kammer und einer einfacheren Integration in ein elektrisches Elektrodensystem. Das vollständige Ausfüllen des Spaltes zwischen dem zweiten Dielektrikum 4 und der Erdelektrode 2 durch das Abwasser 6 kann aufgrund der größeren Feldstärke zudem eine stärker abbauende Wirkung auf die Schadstoffe aufweisen als eine Ausgestaltung, bei der noch ein zusätzlicher Zwischenraum zwischen dem Abwasser 6 und dem ersten Dielektrikum 4 besteht.
In einer alternativen Ausgestaltung der Vorrichtung können Erdelektrode und Hochspannungselektrode bei 2 auch vertauscht werden. Die Hochspannungselektrode stellt dann die innere Stabelektrode dar. Direkt um diese Stabelektrode sind das erste und zweite Dielektrikum 3, 4 unter Bildung der mit dem Gas 5 gefüllten Kammer ausgebildet. Das Abwasser 6 wird in dem im Querschnitt ringförmigen Kanal zwischen dem zweiten Dielektrikum 4 und der in diesem Fall äußeren zylinderförmigen Erdelektrode geführt. Diese alternative Ausgestaltung bietet den Vorteil einer guten Abschirmung der Hochspannung gegen den Außenraum.
Zusätzlich kann auch ein sauerstoffhaltiges Gas wie Luft oder reiner Sauerstoff in das zugeführte Abwasser 6 eingebracht werden, um durch die Gasblasen die Erzeugung von Ozon zu begünstigen.
Typische Abmessungen für beide Vorrichtungen liegen jeweils für die Dicke der Dielektrika 3, 4, insbesondere Quarzkörper, und die UV-Gasvolumina zwischen den beiden Dielektrika 3, 4 bei einigen Millimetern. Die Dicke des Wasserfilms liegt bei einigen Millimetern bis zu ein bis zwei Zentimetern, d.h. einer Dicke, in die das UV-Licht noch gut eindringen kann. Das UV-emittierende Gas 5 wird bevorzugt so gewählt, dass Strahlung im Bereich des Maximums der Absorption von Ozon emittiert wird, um effizient reaktive Sauerstoffradikale zu erzeugen. Dieses Maximum liegt bei einer Wellenlänge im Bereich zwischen etwa 200 nm und 300 nm. So werden zum Beispiel vorzugsweise Gase eingesetzt, die bei 283 nm oder bei 222 nm emittieren.
Die Hochspannung wird vorzugsweise entweder sinusförmig oszillierend (bspw. durch einfache Netzteile) oder gepulst mit Pulsdauern im Bereich von 1 ns bis einige µs angelegt. In diesem Bereich wird eine gegenüber kürzeren Zeiten höhere Effizienz für die Erzeugung von UV und anderen Wirksubstanzen erreicht. Die Spannungsamplitude liegt im Bereich von 10 kV bis 100 kV, so dass sowohl im Spalt zwischen den beiden Dielektrika 3, 4 als auch im Abwasser 6 hinreichend hohe elektrische Felder in der kaskadierten Anordnung ausgebildet werden.
In Vorexperimenten mit einem Gemisch aus Diclofenac und Amidotrizoesäure konnte eine Abbauleistung von 80% bei einem hochgerechneten Energieeintrag von ca. 4 kWh/m³ bei einem deutlichen stärkeren Abbau von DCF nachgewiesen werden. Durch geeignete Optimierung lassen sich auch deutlich niedrigere Werte für den Energieeintrag erreichen.
Bezugszeichenliste

1: Hochspannungselektrode
2: Erdelektrode
3: erstes Dielektrikum
4: zweites Dielektrikum
5: UV-Strahlung emittierendes Gas
6: Abwasser
7: Hochspannung
8: Filamente

Claims

Verfahren zum Abbau von Schadstoffen in Wasser, insbesondere Abwasser, bei dem durch eine kaskadierte dielektrische Barriereentladung zwischen einer Hochspannungselektrode (1), einem ersten Dielektrikum (3), einem bei Anregung UV-Strahlung emittierenden Gas (5) oder Gasgemisch, einem UV-transparenten zweiten Dielektrikum (4) und einer vom zweiten Dielektrikum (4) durch einen Spalt beabstandeten Erdelektrode (2) UV-Strahlung und ein Plasma erzeugt werden, und das Wasser (6) gleichzeitig der UV-Strahlung und dem Plasma der Barriereentladung ausgesetzt wird, indem es in den Spalt zwischen dem zweiten Dielektrikum (4) und der Erdelektrode (2) eingebracht wird, wobei durch Anlegen einer Hochspannung an die Hochspannungselektrode (1) das zwischen dem ersten Dielektrikum (3) und dem zweiten Dielektrikum (4) befindliche Gas (5) oder Gasgemisch zur Emission der UV-Strahlung angeregt wird und das Plasma zwischen dem zweiten Dielektrikum und der Erdelektrode erzeugt wird, und wobei das Wasser (6) so in den Spalt zwischen dem zweiten Dielektrikum (4) und der Erdelektrode (2) eingebracht wird, dass kein Zwischenraum zwischen dem Wasser (6) und dem zweiten Dielektrikum (4) verbleibt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kaskadierte dielektrische Barriereentladung in einer zylindrischen Anordnung aus der Hochspannungselektrode (1) als äußerer Elektrode, dem ersten Dielektrikum (3), dem zweiten Dielektrikum (4) und der Erdelektrode (2) als innerer Elektrode erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die kaskadierte dielektrische Barriereentladung in einer zylindrischen Anordnung aus der Hochspannungselektrode (1) als innerer Elektrode, dem ersten Dielektrikum (3), dem zweiten Dielektrikum (4) und der Erdelektrode (2) als äußerer Elektrode erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt zwischen dem zweiten Dielektrikum (4) und der Erdelektrode (2) von dem Wasser (6) durchflossen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereentladung durch Anlegen einer harmonischen Wechselspannung an die Hochspannungselektrode (1) erzeugt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereentladung durch Anlegen einer gepulsten Hochspannung mit Pulsdauern zwischen 1 ns und 1 µs an die Hochspannungselektrode (1) erzeugt wird.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannung mit einer Spannungsamplitude im Bereich von 10 kV bis 100 kV an die Hochspannungselektrode (1) angelegt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das bei Anregung UV-Strahlung emittierende Gas (5) oder Gasgemisch so gewählt wird, dass es UV-Strahlung bei einer Wellenlänge emittiert, bei der ein Absorptionsmaximum von Ozon liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das bei Anregung UV-Strahlung emittierende Gas (5) oder Gasgemisch so gewählt wird, dass es in einem Wellenlängenbereich zwischen 200 nm und 300 nm emittiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Wasser (6) so in den Spalt zwischen dem zweiten Dielektrikum (4) und der Erdelektrode (2) eingebracht wird, dass es im Spalt einen Wasserfilm mit einer Dicke bildet, die zwischen einigen Millimetern und 2 cm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar vor und/oder nach dem Einbringen des Wassers in den Spalt zusätzlich ein sauerstoffhaltiges Gas in das Wasser (6) eingeblasen wird.