Prof. Dr. Tobias Schnabel

Tobias Schnabel hat den Beruf eines Staatlich anerkannten CTA für Umweltanalytik und Mikrobiologie erlernt und anschließend Wirtschaftsingenieurwissenschaften mit dem Schwerpunkt Energietechnik als Bachelor an der Wilhelm-Büchner Hochschule Darmstadt und Wasser und Umwelt als Master an der Bauhaus-Universität Weimar studiert. Während seiner langjährigen Tätigkeit an der MFPA Weimar promovierte er extern bei Prof. Jörg Londong im Bereich der Siedlungswasserwirtschaft und der Verfahrenstechnik zur Entfernung von Mikroschadstoffen mittel AOP-Verfahren. Seit 2022 ist er Professor für Urbanes Wasserressourcenmanagement an der Hochschule Hof und leitet die Forschungsgruppe „Wasser und Photonik“ am Institut für nachhaltige Wassersysteme. In der Forschung beschäftigt er sich mit Methoden der Spurenanalytik von organischen Mikroschadstoffen, photonischen Verfahren der Wasser und Abwasseraufbereitung und der Wasser Sensorik sowie verschiedensten AOP-Verfahren.

Publikationen in Fachzeitschriften

Schnabel, T., Honke, R., Schmid, A., Mehling, S., Göhring, R., Simek, O., Wolfram, A., Wet-terauer, A., Springer, C. (2023). Low-Cost Test Rig for Characterization of Photocatalytic Pla-nar Materials Using Photonically Sized UV-A LED Light Sources. HardwareX, 16, E00487. doi.org/10.1016/j.ohx.2023.e00487

S. Mehling,  T. Schnabel, M. Dutschke,J. Londong. „Floating  Immobilized  TiO2 Catalyst for the Solar Photocatalytic Treatment of Micro-Pollutants within the Secondary Effluent of Wastewater Treatment Plants“. Water Science and Technology 87, Nr. 5 (1. März 2023): 1082–95. doi.org/10.2166/  wst.2023.066.

Mehling, Simon, Tobias Schnabel, and Jörg Londong. 2022. ”Investigation on Energetic Efficiency of

Reactor Systems for Oxidation of Micro-Pollutants by Immobilized Active Titanium Dioxide Photocatalysis”

Water 14, no. 17: 2681. https://doi.org/10.3390/w14172681

S. Mehling, T. Schnabel, J. Londong (03/2022):Analysis of the behavior of cumulative analytical parameters

and their correlation to micro-pollutant degradation during treatment of real wastewater by

carrier-bound photocatalytic ozonation. , Water Science and Technology, http://dx.doi.org/10.2166/wst.2022.053

T. Schnabel, M. Dutschke, F. Schütz, C. Springer (02/2022):Photocatalytic Air Purification of Polycyclic

Aromatic Hydrocarbons: Application of a Flow-Through Reactor, Kinetic Studies and Degradation Pathways,

Journal of Photochemistry and Photobiology A Chemistry, https://doi.org/10.1016/j.jphotochem.2022.113993

M. Dutschke,T. Schnabel, F. Schütz, C. Springer (11/2021): Degradation of chlorinated volatile organic

compounds from contaminated ground water using a carrier-bound TiO2/UV/O3-system. , Journal of

Environmental Managment, http://dx.doi.org/10.1016/j.jenvman.2021.114236

T. Schnabel, S. Mehling, M. Dutschke, J. Londong (02/2022): Investigation of factors influencing the

photocatalytic degradation of pharmaceuticals on supported catalysts using UV-A LEDs. , Chemistry

Select, http://dx.doi.org/10.1002/slct.202103759

S. Mehling, T. Schnabel, J. Londong (11/2021): Photocatalytic ozonation in an immersion rotary body reactor

for the removal of micro-pollutants , Water Science and Technology, dx.doi.org/10.2166/wst.2021.617

T. Schnabel, S. Mehling, M. Dutschke, C. Springer (11/2021): Determination of photocatalytic properties of

supported catalysts with low-cost NOx sensors and the Arduino platform , Journal of Photochemistry

and Photobiology A Chemistry, http://dx.doi.org/10.1016/j.jphotochem.2021.113611

M. Scheurer, A. Sandholzer, T. Schnabel, S. Schneider-Werres, M. Schaffer, H. Börnick, S. Beier (09/2021):

Persistent and mobile organic chemicals in water resources: occurrence and removal options for water

utilities , Water Science and Technology, Water Supply, doi: http://dx.doi.10.2166/ws.2021.336

T. Schnabel, S. Mehling, J. Londong, C. Springer (03/2021): Photocatalytic degradation Water containing

Petrol-Derived Hydrocarbons and Methylene Blue using floatable Titanium Dioxide Catalysts , Water

Reuse, http://dx.doi.org/10.2166/wrd.2021.118

T. Schnabel, S. Mehling, J. Londong, C. Springer (10/2020): Hydrogen peroxide-assisted photocatalytic

water treatment for the removal of anthropogenic trace substances from the effluent of wastewater

treatment plants, Water Science and Technology, http://dx.doi.org/10.2166/wst.2020.481

T. Schnabel, C. Springer, K. Krause, S. Hörnlein, J. Londong (08/2020): Spurenstoffelimination aus gereinigtem

Abwasser in einem photokatalytisch wirksamen Rotationstauchkörpers , Korrospondenz Abwasser,

Abfall

T. Schnabel, C. Springer, S. Hörnlein, S. Mehling, S. Beier, J. Londong (3/2020): Titandioxid basiertes

photokatalytische Material für den Abbau von Pharmaka aus dem Kläranlagenablauf , Gwf AW, 3/2020

M. Bickendorf, T. Schnabel, J. Londong, (3/2020): Die photokatalytische Oxidation als ein Verfahren der

weitergehenden Abwasserreinigung , Korrospondenz Abwasser, Abfall

T. Schnabel, D. Martschoke, F. Schütz, (10/2019): Photokatalytische Reinigung von organisch belasteter

Innenraumluft am Beispiel von polycyclischen aromatischen Kohlenwasserstoffen (PAK) , Wohnmedizin

Zeitschrift

T. Schnabel, D. Martschoke, D. Dressel, K.Krause (3/2018): Pausenlos gute Luft - Naphthalinabbau mit

photokatalytischen Reinigungsverfahren - Teil 2, Bauen im Bestand

T. Schnabel, D. Martschoke (06/2017): Abbauen statt Ausbauen - Naphthalinabbau mit photokatalytischen

Reinigungsverfahren, Bauen im Bestand

T. Schnabel, C. Springer (05/2013): Unter dem Putz auf Spurensuche - GC-MS in der Bauschadensanalytik,

Bauen im Bestand

Beiträge in Tagungsbänden und Schriftenreihen

T. Schnabel: Photokatalytischer Abbau von pharmazeutischen Mikroschadstoffen an trägergebundenen

Katalysatoren. Dissertation, Schriftenreihe Band 41, Bauhaus-Universität Weimar, Fakultät Bauingenieurwesen,

Bauhaus-Institut für zukunftsweisende Infratstruktursysteme (b.is) Coudraystraße 7,

D-99423 Weimar, Rhombos-Verlag Berlin, ISBN: 978-3-944101-82-8, ISSN 1862-1406

T. Schnabel, C. Springe, K. Krause, S. Hörnlein, S. Beier, J. Londong: Spurenstoffelimination aus gereinigtem

Abwasser mittels photokatalytisch wirksamen Rotationstauchkörpern. GWA Band 252 zur

Essener Tagung 2020, ISBN: 978-3-938996-58-4

Vorträge

T. Schnabel: Entfernung von Mikroverunreinigungen an trägergebundenen Photokatalysatoren, 55. Essener

Tagung, young scientists Forum (03/2022), Essen, Vortrag

T. Schnabel,S. Beier, J. Londong: Entfernung von Mikroverunreinigungen aus Abwasser mit trägergebundenen

Photokatalysatoren, SIMAS Erfahrungsaustausch (10/2019), Seelscheid, Vortrag

Beier, S.; Börmel, M.; Gröber, C.; Schnabel, T.; Londong, J.; Klümper, C. 2019. Kunststoffeinträge im

Bereich der Siedlungswasserwirtschaft. Thüringer Umwelttag der IHK, 25.09.2019, IHK Erfurt.

T. Schnabel: Photocatalytic Air and Water treatment, Porotec Tagung (11/2018), Wiesbaden Niedernhausen,

Tagungsbandbeitrag, Vortrag

T. Schnabel: Photokatalytische Wasser und Luftreinigung, Thüringer Werkstofftage (3/2018), Weimar,

Tandemvortrag mit der Firma Lynatox GmbH,

T. Schnabel: HPLC und LC-MS in der photokatalyse Forschung (3/2017), Leipzig, Thermo Anwendertreffen

Vortrag

Wätzel, T.; Krause, K.; Schnabel, T. (2016) Measurement of human-dispensed pharmaceuticals in complex

matrices, like digestates and blackwater. In: Proceedings 18th EWA International Symposium

”Challenges arising from Micro-Pollutants in Wastewater, Water, and Environment”. Munich, May.

Posterbeiträge

T. Schnabel: Photocatalytic Air and Water treatment, Porotec Tagung (11/2018), Wiesbaden Niedernhausen,

Tagungsbandbeitrag, Poster

T. Schnabel: Photokatalytische Wasser und Luftreinigung, Thüringer Werkstofftage (3/2018), Weimar,

Poster

S. Mehling;M. Dutschke; A. Wetterauer; C. Telle; K. Heimler; T. Schnabel; C. Springer; C. Vogt; J. Londong:

Abbau von Mikroschadstoffen an schwimmfähigen Photokatalysatoren durch solare Strahlung, DWA

Landestagung Thüringen, 09/2022, Poster

Prof. Schnabel Lehrt hauptsächlich in dem Bachelorstudiengang Ingenieurwissenschaften und dem Master Sustainable Water Engineering and Management.

Folgende Lehrveranstaltungen werden angeboten

• Ökotoxikologie
• Environmental Analysys
• Wassergewinnung und Aufbereitung
• Advanced Water Treatment (Master)
• Integrated Water Ressources Management (Master)
• Water and Society (Master)
• Hydrologie und Hydrogeologie
• New Technologies in the Water Sector (Master)
• Umweltchemie

Die Arbeitsgruppe "Photonik und Wasser" Arbeitet zur Zeit an folgenden Forschungsprojekten

CataVolt   https://forschung.hof-university.de/de/forschungsprojekt/6-catavolt

UV-Phon

RUBIN-Photech. https://forschung.hof-university.de/de/forschungsprojekt/50-rubin-photech

Themen für studentische Abschlussarbeiten in Kooperation mit dem DLR

Im Rahmen des DLR-Projektes C.R.O.P.® werden Recyclingtechnologien für die Anwendung in Biologischen Lebenserhaltungssystemen entwickelt, die einen langfristigen Aufenthalt von Menschen auf dem Mond oder Mars ermöglichen sollen. Im Mittelpunkt der Entwicklungen steht das C.R.O.P.®-Verfahren, das stickstoffhaltige Abfälle wie z. B. menschlichen Urin zu einem Dünger für den Nahrungsmittelanbau aufbereitet. Zu dem Projekt gehört auch der Technologietransfer von der Raumfahrt in die Landwirtschaft. Dieser Arbeitsbereich befasst sich hauptsächlich mit der Aufbereitung von Gülle zu einer direkt pflanzenverfügbaren Düngemittellösung. Dabei wird das ursprünglich für die Raumfahrt entwickelte C.R.O.P.®-Verfahren an die Herausforderungen der Landwirtschaft angepasst.

Thema 1: Multivariante Datenanalyse für die Online-Analytik von C.R.O.P.®-Influent und -Effluent mittels Online-UV-VIS Spektroskopie

Gegenstand der Arbeit ist die Datenanalyse von online gemessenen UV-VIS Spektren für die Korrelationsanalyse von typischen Abwasserparametern wie Nitrat, Nitrit, Ammonium, CSB und DOC mit den UV-VIS Spektren. Hierbei soll einen Matrixbezogene Kalibrierung der Parameter für die Steuerung der C.R.O.P.®-Anlage erzeugt werden. Die Arbeit beinhaltet weiterhin einen statistische Datenerhebung von laboranalytischen Zielparametern wie Nachweis- und Bestimmungsgrenze, sowie die Optimierung des Messsystems bezüglich der Probenmatrix.

Thema 2: Behandlung von C.R.O.P.®-Effluent mit Photokatalyse und Elektrophotokatalyse mit künstlichem UV-A Licht hoher Intensität

Zur weitergehenden Behandlung von C.R.O.P.®-Effluent soll ein PK Mikroreaktor mit einer sehr hohen UV- Intensität eingesetzt werden. Hierbei soll eine verfahrenstechnische Parameteranalyse zur mathematischen Optimierung des Verfahrens durchgeführt werden. Die Parameter sind dabei die Strahlungsintensität, Verweilzeit und die elektrochemischen Parameter Spannung und Stromstärke. Die zu behandelnde Urinmatrix soll dabei chemisch nach der Behandlung auf organische Spurenstoffe (Xenobiotika) und klassisch chemische Parameter wie CSB, DOC und Stichstoppspezies untersucht werden. Ziel ist es, ein kompaktes System zur Behandlung anhand der gewonnenen Messdaten des Kleinstreaktors zu designen.

Thema 3: Entwicklung und Test eines Photokatalysesystems zur Behandlung von Urinsubstraten mit Sonnenlicht zur Reduktion der organischen Fracht und xenobiotischen Stoffen

Ziel der ausgeschriebenen Arbeit ist die Entwicklung eines direkt solar betriebenen, verfahrenstechnischen Systems zur Behandlung von Urinsubstraten mittels Photokatalyse. Hierbei sollen die Reaktionsgeschwindigkeiten mit der Intensität der Sonnenstrahlung so korreliert werden, dass eine Steuerung des Systems hinsichtlich der hydraulischen Verweilzeit möglich ist. Es sind Bemessungssansätze zum Design größerer Anlagen herzuleiten und mit den gemessenen Daten zu begründen

Kontakt:
Prof. Dr. Tobias Schnabel Tobias.schnabel@hof-university.de

Dr. Gerhild Bornemann gerhild.bornemann(at)dlr.de

Weitere Themen

Bachelor

1. Literaturrecherche zur thermischen Energierückgewinnung aus Abwasser und Abwasserteilströmen. Entwicklung einer Bewertungsmatrix für den Stand der Technik und Empfehlungen für Weiterentwicklungen der Technologien.

literature review on thermal utilization of wastewater and wastewater substreams. Development of an evaluation matrix for the state of the art and recommendations for further developments of the technologies.

1. Energetischer Vergleich von AOP Verfahren anhand von Literaturwerten aus der Forschung. Entwicklung von Scale-Up Modellen mit technischen und ökonomischen Zielparametern zur Betrachtung der zukünftigen Wirtschaftlichkeit der verschiedenen Verfahren.

energetic comparison of AOP processes based on literature values from research. Development of scale-up models with technical and economic target parameters to consider the future economic viability of the different processes.

Master

1. Experimentelle Bestimmung der Bandlückenverschiebung an Titandioxid Katalysatoren durch den Einsatz von Farbstoffen in der Abwasserreinigung. Erste Versuche für die Entwicklung der „künstlichen Photosynthese“ als energieneutrales System zur Mikroschadstoffentfernung.

experimental determination of the band gap shift on titanium dioxide catalysts by the use of dyes in wastewater treatment. Initial experiments for the development of "artificial photosynthesis" as an energy-neutral system for micropollutant removal.

1. Aktivitätsbestimmung von verschiedenen Photokatalysatorbeschichtungen mittels angepassten Messregime unter Modellierung der zu verwendeten LED UV Arrays. Entwicklung von Beschichtungstechnologien in kleinem Maßstab.

activity determination of different photocatalyst coatings by means of adapted measurement regimes under modeling of the LED UV arrays to be used. Development of small scale coating technologies.

DWA - Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V.

VDI - Verein Deutscher Ingenieure e.V.

18/03/2018 Zweiter Platz im Posterwettbewerb des Thüringer Werkstofftags, Weimar

29/09/2021 Applied Photonics Award, Kategorie beste Dissertation, des Fraunhofer IOS Jena,

Verliehen von Prof. Andreas Tünnermann und Reinhard Genzel

07/02/2022 Semifinalist im Ocean Optics grand program

31/11/2023 Nominierung für den Thüringer Innovationspreis