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Die Industrialisierung hat zum Auftreten neuer feuerfester Schadstoffe in der Umwelt geführt. Diese Stoffe, die auch als Mikroverunreinigungen bezeichnet werden, verursachen Kontaminationen in Lebewesen. Zu diesen Schadstoffen, die häufig in industriellen und städtischen Einleitungen gefunden werden, gehören Hormone und Hormonderivate, phenolhaltige Verbindungen, Antibiotika, Organochlorverbindungen, Kosmetika usw. Die meisten dieser Schadstoffe entgehen der konventionellen Abwasserbehandlung. Das Vorhandensein dieser auftauchenden Schadstoffe in der Umwelt ist für die meisten Umweltbehörden in den Industrieländern ein Problem, und es werden nach und nach verbindliche Maßnahmen zu ihrer Begrenzung eingeführt.
Mit der Absicht, schnelle, kostengünstigere und geeignetere Behandlungstechniken für feuerfeste organische Verbindungen zu entwickeln, wurden fortgeschrittene Oxidationsprozesse (AOP/FOP) entwickelt. AOPs/FOPs sind Behandlungstechniken, bei denen hochreaktive Radikalzwischenprodukte verwendet werden, insbesondere Hydroxyl (-OH)-Radikale bei Raumtemperatur.
Das Elektro-Fenton-Verfahren ist ein fortschrittliches Oxidationsverfahren (POA), welches die Produktion von Hydroxylradikalen ermöglicht. (·OH Diese hochreaktiven radikalischen Zwischenprodukte ermöglichen eine effiziente Oxidation und Entfernung organischer Schadstoffe.
Dieser Prozess beinhaltet die Erzeugung von Hydroxylradikalen unter Verwendung von Sauerstoff (Druckluft) als einzigen Reaktionspartner zur Bildung von H2O2 durch elektrochemische Reduktion. Letzteres bildet (-OH) durch die Einwirkung eines Eisenions, das in katalytischer Menge vorhanden und elektrochemisch regeneriert ist.
Das untenstehende Diagramm veranschaulicht die Reaktionen, die an der Erzeugung von Hydroxylradikalen in der elektrochemischen Zelle von RedElec beteiligt sind:
Die Vorteile eines solchen Verfahrens gegenüber anderen FOPs (Photochemie, Photokatalyse, homogene chemische Oxidation (Zugabe von Reagenzien)) ergeben sich aus den niedrigen Investitions- und Betriebskosten sowie aus der In-situ-Produktion der notwendigen Oxidationsreagenzien (bessere Effizienz, Kontrolle der Reagenzproduktion, Wegfall der Lagerung des Reagenzproduktes, Eliminierung der Risiken beim Umgang mit Reagenzprodukten).
Erste Erfolge wurden von RedElec bei belasteten Industrieabwässern (gesamter organischer Kohlenstoff > 10 g/L) erzielt. Ein Elektrolyse-Pilot ermöglicht die Eliminierung persistenter organischer Schadstoffe in dieser Art von Abwässern durch Elektro-Fenton. Das Ziel der Behandlung besteht nicht darin, das Abwasser vollständig zu mineralisieren, sondern es biologisch abbaubar und biokompatibel zu machen, um den Abbau durch Elektro-Fenton mit einer konventionellen biologischen Behandlung zu koppeln und so den Energieverbrauch zu optimieren.