Im Rahmen des Projektes wurde ein innovatives Verfahren zur Entfernung halogenierter Schadstoffe und insbesondere PFAS aus Ab- und Prozesswässern durch heterogen katalysierten elektrochemischen Abbau entwickelt. Durch die Kombination bordotierter Diamant-(BDD)-Anoden mit katalysatorbeladenen Hohlfaser-Kathoden aus CarboNanoTubes (CNT) konnten an beiden Elektroden reaktive Sauerstoffspezies erzeugt und die Schadstoffe mineralisiert werden.
Hierfür wurden modulare und skalierbare Elektrolysezellen konstruiert. Die Kathoden basieren auf CNT-Hohlfasern mit eingebetteten Eisenkatalysatoren, die über einen heterogenen Elektro-Fenton-Mechanismus die Bildung von Hydroxylradikalen ermöglichen. Für den Einsatz als Anode wurden verschiedene kommerzielle BDD-Elektroden verglichen. Als Modellschadstoffe dienten per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen sowie Diatrizoat. Im Teststand konnte durch das Monitoring und die Steuerung über einen CO2-Sensor ein besonders energieeffizienter Abbau der Schadstoffe durch die Anpassung von Stromdichte und Durchfluss an die Schadstoff-Restkonzentration erreicht werden.
Die Ergebnisse belegen die technische Machbarkeit eines skalierbaren, modularen Systems zur energieeffizienten Entfernung persistenter organischer Schadstoffe und zeigen dessen Potenzial für die Behandlung industrieller Abwässer sowie hochbelasteter Retentate.
Bearbeitet wurde das Forschungsthema von 03/22 bis 02/25 am DECHEMA-Forschungsinstitut (Theodor-Heuss-Allee 25, 60486 Frankfurt am Main, Tel. 069/7564-398) unter der Leitung von Dr. Claudia Weidlich (Leiter der Forschungseinrichtung PD Dr. M. Galetz) und am Institut für Verfahrenstechnik/Chem. Verfahrenstechnik an der RWTH Aachen (Forckenbeckstr. 51, 52074 Aachen, Tel.: 0241/80 954 70) unter der Leitung von Dr.-Ing. John Linkhorst (Leitung der Forschungseinrichtung Prof. Dr.-Ing. Matthias Wessling).