ElektroDeHalo

Entfernung von Persistente Schadstoffe aus Ab- und Prozesswasser

Perfluorierte Tenside (PFT) besitzen öl- und wasserabweisende Eigenschaften und werden daher zur Hydrophobierung und Oleophobierung auch in der Textilindustrie eingesetzt. Alle PFT sind chemisch stabil und biologisch nicht abbaubar, weshalb sie sich als langlebige Schadstoffe sowohl in der Umwelt als auch in Tieren und Menschen anreichern. Gegenwärtig wird mit PFT verunreinigtes Wasser in mehrstufigen Verfahren unter Anwendung von Aktivkohle gereinigt, welche die PFT adsorbiert und anschließend thermisch regeneriert wird. Eine Wasserreinigung mit Aktivkohle erfordert große Volumina und übersteigt damit die Kosten einer traditionellen Reinigung bei eingeschränkter Effizienz erheblich. Bisher gibt es kein kommerzielles Verfahren, welches PFT abtrennt und vor Ort vollständig abbaut. Der elektrochemische Abbau von PFT durch anodische Oxidation wird deshalb intensiv erforscht. Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines effizienten, zweistufigen Wasseraufbereitungsprozesses zur Entfernung und Zersetzung von perfluorierten Tensiden (PFT). Dabei soll zunächst PFT an einer porösen Kohlenstoffelektrode elektroadsorbiert[1] und anschließend vor Ort in einem zweiten Schritt elektrochemisch abgebaut werden. Durch die zeitliche Trennung von Adsorption und Zersetzung kann beim Einsatz mehrerer Module der Prozess kontinuierlich durchgeführt werden. Eine am DWI entwickelte mikrotubuläre Gasdiffusionselektrode aus Kohlenstoff eignet sich sowohl als Adsoptionsmittel als auch als Elektrodenmaterial. Durch Anlegen eines positiven Potentials können die anionischen PFT elektroadsorbiert werden. Im zweiten Schritt werden die PFT durch Umkehr des Elektrodenpotentials und/oder thermisch desorbiert. Gleichzeitig wird die Zersetzung des Schadstoffes durch anodische Oxidation an einer bordotierten Diamant-Elektrode gestartet. An der Gasdiffusionselektrode läuft simultan der auf der Bildung von Hydoxylradikalen beruhende elektro-Fenton Prozess ab, wodurch die Zersetzung der entstehenden Zwischenprodukte unterstützt und der Gesamtprozess beschleunigt wird. Der Lösungsweg beinhaltet folgende Arbeitsschritte: Untersuchung des Elektroadsorptions- und Elektodesorptionsverhaltens, Test der Kompatibilität der anodischen Oxidation und des elektro-Fenton Prozesses.

IGF Forschungsvorhaben 20445 N

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Doktorand*in

Daniel Felder, M.Sc.

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