Entfernung halogenierter Schadstoffe aus Ab- und Prozesswasser durch heterogen katalysierten elektrochemischen Abbau

Die Kontamination der Umwelt mit synthetischen, persistenten organischen Schadstoffen (engl. persistent organic pollutants, POPs), die in der pharmazeutischen, chemischen und Textilindustrie sowie der Landwirtschaft eingesetzt werden, stellt die Menschheit vor ernstzunehmende Probleme. POPs verbreiten sich über den Wasserkreislauf und können durch konventionelle Kläranlagen nicht entfernt werden, da sie resistent gegenüber chemischem, biologischem und photolytischem Abbau sind.

Ziel des Vorhabens „ECDeHalo“ ist die Entwicklung eines energieeffizienten, elektrochemischen Wasseraufbereitungsverfahrens, das die Degradation von gelösten persistenten organischen Schadstoffen (POPs) in Abwasserströmen in einem Prozessschritt ermöglicht. Belastete Abwässer sollen in einer „200%“-Flusszelle mit Hilfe von bordotierten Diamantelektroden (BDD) und katalysatordotierten CNT-Hohlfaserelektroden, die als Gasdiffusionselektrode (GDE) arbeiten, effizient abgebaut werden. Der Lösungsweg umfasst die Entwicklung und Produktion von geometrieoptimierten Elektrolysezellen, in denen BDD-Elektroden und CNT-Hohlfaserelektroden nach vorangegangener Charakterisierung installiert und zum Abbau von geeigneten Modellschadstoffen, wie Perfluoroctansäure, genutzt werden. Parallel wird die Stabilität der Elektrodenmaterialien im Dauerbetrieb untersucht und ein Gasmonitoring etabliert, welches den Abbaufortschritt der Schadstoffe anhand des CO₂-Gehalts in der Gasphase bestimmen kann.
Im Projekt soll ein hochskalierter Demonstrator entwickelt werden, der anhand von Sensordaten vollständig digital gesteuert werden kann und zum Abbau von realen Abwässern genutzt wird.
KMUs aus dem Bereich der Wasseraufbereitung profitieren von dem neuartigen Verfahren aufgrund der hohen Modularität, Mobilität und der Möglichkeit selbst POPs aus Abwässern zu entfernen.