Spurenstoffelimination und Desinfektion– Entwicklung einer 200 % Zelle zur elektrochemischen Synthese von Ferrat und Wasserstoffperoxid

Antibiotika und antibiotikaresistente Keime aus Kläranlagenabläufen lassen sich nur unvollständig entfernen und werden über das Abwasser in der Umwelt verteilt. Um das zu unterbinden, sollen Oxidationsmittel wie Ferrat (Fe (VI)) bzw. Ferrat/Wasserstoffperoxid (H₂O₂) vor Ort in den Kläranlagen produziert und den Abwasserströmen zugesetzt werden. Die nach dem Schadstoffabbau entstandenen Ferrate (VI) können zu Eisen (III) reduziert und ausgefällt werden.

In diesem Vorhaben soll dafür eine neuartige elektrochemische Zelle zur anodischen, chlorfreien Ferratsynthese entwickelt werden, die mit der kathodischen Synthese von Lauge bzw. H₂O₂ an der Gasdiffusionselektrode (GDE) gekoppelt ist

Für die Ferratsynthese sollen die anodische Auflösung spezieller Eisenlegierungen und die Oxidation von Eisenionen an einer Bor-dotierten Diamantanode untersucht und verglichen werden. Aus diesen Erkenntnissen wird eine geeignete kommerzielle GDE mit entsprechendem Katalysator für die Kathodenreaktion (H₂O₂ vs. OH–) ermittelt. Die Elektrodenkombination wird mithilfe einer technischen Zelle im Labormaßstab untersucht. Die Wirksamkeit der produzierten Oxidationsmittel wird in einem Demonstrator mit dotiertem (synthetischem) Abwasser geprüft. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Elimination des Antibiotikums Sulfamethoxazol, der Desinfektion des Indikatorkeims E.coli und der parallelen Phosphatfällung, die als Nebenreaktion stellvertretend für organische, mikrobielle und anorganische Verunreinigungen auftritt.

Die Ergebnisse des Projektes können direkt von KMU genutzt werden. Eine erfolgreiche Vermarktung des Verfahrens wirkt sich unmittelbar auf die Steigerung des Absatzes für Elektroden, kompatible MSR-Technik und komplette Elektrolyseure aus. Mit der neuartigen Technologie können KMU neue Geschäftsfelder erschließen und Arbeitsplätze schaffen.