Mo. Dez 23rd, 2024

Bei der Elektrolyse von Wasser / Abwasser werden je nach Applikation bzw. Fragestellung unterschiedliche Elektroden eingesetzt. So Opferanoden als Metall bei der Elektrokoagu-lation hauptsächlich Eisen oder Aluminium, um Abwässer zu reinigen.

Möchte man bestimmte Verbindungen entfernen, kommen andere Elektroden hinzu – die DSA-Elektroden (dimension stable anode) die mit unterschiedlichen Beschichtungen arbeiten. Diese Beschichtungen können beispielsweise mit seltenen Erden in Oxidform (RuO2 / IrO2), oder selbst Bleidioxid, Carbon-Elektroden / dimensionsstabile glasy-carbon und als Kohlenstoff-Variante die Diamantelektrode. Sie wird bei der Herstellung mit Bor dotiert, um eine gewisse Leitfähigkeit zu erreichen.

Die Diamantelektrode als bdd-Elektrode bezeichnet, baut durch „endständige Oxidation“ (auch Mineralisierung genannt) ausgezeichnet organische Verbindungen ab, nämlich auch die, welche durch die Elektrokoagulation (EC) nicht aus dem Wasser entfernt werden können – sehr gut wasserlösliche Substanzen wie Zucker, organische Säuren, Alkohole, Aminosäuren etc.

So können beispielsweise durch Brüden erhaltene Fraktionen die immer noch 1000 bis 3000 mg/l im CSB-Level betragen können bis auf 20-50 mg/l reduziert werden.

Vergleicht man die Effektivität dieser Elektrode mit der EC-, RO-, NF-Technologie und klassischen Fällungsmethoden, sieht man die technologischen und wirtschaftlichen Vorteile sofort. Der wirkungsvolle und schnelle oxidative Abbau geschieht durch die Bildung von Hydroxylradikalen. Bei diesem Abbau entstehen keine Präzipitate, Retentate oder feste Nebenprodukte, sondern ein gasförmiges Reaktionsprodukt: Kohlendioxid welches bei alkalischem pH gebunden wird und Wasser. Die Abnahme des pH-Wertes von z.B. 9 auf unter 7 und Änderung der Leitfähigkeit, wie auch des Redoxpotentials, dient im Monitoring die effektive Reaktion zu dokumentieren und zu kontrollieren.

Diese hat enorme wirtschaftliche Konsequenzen für das Verfahren zur Reinigung von Abwässern, da kein Metallhydroxid entsteht, nach Wasserentzug Metalloxid, welches ein aufwendiges Handling erfordert und Investitionen in Vorrichtungen wie Koagulationstank mit chemischen Zusätzen, Kammerfilterpresse oder Bandfilter. Es ist nachvollziehbar, dass hier Kostenreduktionen bis auf ein Drittel im Vergleich zur EC gelingen.

Eigentlich wurde früher oft die EO als nachgeschaltete Methode eingesetzt, bis man merkte, wie leistungsfähig allein diese Technologie arbeitet. Weiter wurde durch optimierte Verfahren der Diamant-Elektrodenpreis gesenkt. Deshalb findet man im letzten Jahrzehnt unzählige Publikationen, um Abwässer zu reinigen.

Der Kostenvorteil bei der Investition und bei den Betriebskosten ist signifikant hoch im Vergleich zu oben genannten Technologien. Die Elektrolyse ist eine Technologie, die Wasser behandelt, aber keine Feststoffe, Dispersionen oder Suspensionen – sie wird als auch als „electrode driven technology“ bezeichnet, da die Auswahl der Elektrode den Einsatz / Wirkung und Ergebnis bestimmt.

Die Zahl der Applikationen in verschiedenen Industrien ist inzwischen angewachsen – man kann eigentlich fast alle Abwässer reinigen, so auch biologisch geklärtes Abwasser oder durch Kombination mit anderen Technologien neue Anwendungen erschließen.

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