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Antifoulingkonzepte für Sensoren für das Wassermonitoring durch sterisch optimierte Tetraetherlipid-Coatings PTKA-WTE Wasserqualitätsparameter wie Wassertemperatur, pH-Wert, Sauerstoffkonzentration, Salzgehalt, Trübung und Chlorophyll-a-Fluoreszenz zuverlässig aufzeichnen. Der Elektronikteil beinhaltet u.a. einen Industrie-PC zur Steuerung des Systems und Messdatenerfassung und -verwaltung. Sonde für Trübung und Chlorophyll-a- Fluoreszenz Elektronikteil mit Steuerrechner Debubbler Säurepumpe Durchflussmesser Zirkulationspumpe Sensoren für Leitfähigkeit und pH (Meinsberg) Sauerstoffsensor (Optode) Abb. 70: Beispiel für eine 4H-Durchflussmessstrecke Typ I mit ausgewählter Sensorik Da die Auswahl eines Schichtsystems für den Demonstrationstest erst nach dem letzten Feldtest erfolgte, konnte eine Erprobung mit einer kompletten Durchflussmessstrecke im Projektzeitraum nicht mehr realisiert werden. Als Alternative wurde ein Debubblerteststand aufgebaut, der einen direkten Vergleich eines unbeschichteten und eines Tetraetherlipid-beschichteten Glaszylinders erlaubt. In diesem Versuchsaufbau werden ca. 5 l mit Aufwuchsorganismen versetztes Wasser von der Trinkwassertalsperre Neustadt in einer Zirkulation parallel durch die beiden Debubbler gepumpt. Als Schichtsystem wurde GDNT PO4 verwendet. Die Beschichtung erfolgte aus wässrig alkoholischer Lösung am iba Heiligenstadt. Abb. 71: Konzept Teststand Debubbler-Einheit Abb. 72: Debubbler-Teststand fertig für Versuche Juli 2009 November 2009 – <strong>Abschlussbericht</strong> – Seite 72 von 95
Antifoulingkonzepte für Sensoren für das Wassermonitoring durch sterisch optimierte Tetraetherlipid-Coatings PTKA-WTE Die Zirkulationspumpe wurde während des Tests über eine Zeitschaltuhr gesteuert und lief an Arbeitstagen täglich 8 Stunden. Da sich das Wasser durch das Umwälzen nach und nach erwärmt, wurde eine Temperaturmessung integriert. Die Messwerte zeigten, dass sich das Wasser im Betrieb auf 30 bis 34°C erwärmt und über Nacht dann wieder auf 26°C abkühlt. Da die Versuchsbedingungen aber für beide Debubblergefäße identisch waren, wurden die Ergebnisse weder durch die Temperatureffekte noch durch den Stillstand des Systems beeinflusst. Zu Beginn des Versuchs war festzustellen, dass der mit GDNT PO 4 beschichtete Glaszylinder schlechter benetzbar ist, als der unbeschichtete Zylinder. An der benetzten Innenwandung des Zylinders sammelten sich sehr viele kleine Luftblasen an, was auch zu einer schnelleren Verschmutzung der Oberfläche führte. Nach 2 Wochen im Dauertest traten diese Luftblasen nicht mehr auf. Abb. 73: Teststand im laufenden Versuch Abb. 74: unbeschichteter (li) und beschichteter (re) Zylinder Abb. 75: unbeschichteter Zylinder nach 9 Wochen Abb. 76: GDNT PO4 beschichteter Zylinder nach 9 im Test mit Talsperrenwasser Wochen im Test mit Talsperrenwasser Das anfänglich beobachtete schnellere Ansetzen biologischen Materials an der beschichteten Oberfläche setzte sich konstant über den Versuchsablauf fort, der mit 9 Wochen Dauer der Expositionszeit der Proben im Feldtest entsprach. Möglicherweise hätten hydrophilere Tetraetherlipid- Modifikationen, wie z.B. TL PLL PEG 5000 bessere Resultate geliefert. Ein entsprechender Test konnte durch die bei MLU nicht mehr verfügbare Beschichtungstechnologie nicht realisiert werden. Auch die Kombination einer Antifoulingbeschichtung mit einer zyklischen Spülung mit verdünnter Säure konnte im Rahmen dieses Vorhabens nicht mehr untersucht werden. – <strong>Abschlussbericht</strong> – Seite 73 von 95
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