Die Elektro-Fenton-Abwasserbehandlungsanlage basiert in erster Linie auf den Prinzipien der Fenton-katalytischen Oxidation und stellt ein fortgeschrittenes Oxidationsverfahren dar, das zur Zersetzung und Behandlung von hochkonzentriertem, toxischem und organischem Abwasser eingesetzt wird.
Die Fenton-Reaktion wurde 1894 von dem französischen Wissenschaftler Fenton entwickelt. Sie basiert auf der katalytischen Erzeugung von Hydroxylradikalen (•OH) aus H₂O₂ in Gegenwart von Fe²⁺. Die Forschung zur Elektro-Fenton-Technologie begann in den 1980er Jahren, um die Grenzen der traditionellen Fenton-Methode zu überwinden und die Effizienz der Wasseraufbereitung zu verbessern. Bei der Elektro-Fenton-Technologie werden Fe²⁺ und H₂O₂ kontinuierlich elektrochemisch erzeugt und reagieren sofort miteinander, wodurch hochreaktive Hydroxylradikale entstehen, die organische Verbindungen abbauen.
Im Wesentlichen erzeugt das Verfahren direkt Fenton-Reagenzien während der Elektrolyse. Das Grundprinzip der Elektro-Fenton-Reaktion beruht auf der Sauerstofflösung an der Oberfläche eines geeigneten Kathodenmaterials, wodurch elektrochemisch Wasserstoffperoxid (H₂O₂) entsteht. Das gebildete H₂O₂ reagiert dann mit dem Fe²⁺-Katalysator in der Lösung und bildet über die Fenton-Reaktion Hydroxylradikale (•OH), ein starkes Oxidationsmittel. Die •OH-Bildung durch das Elektro-Fenton-Verfahren wurde mittels chemischer Sondenanalysen und spektroskopischer Techniken wie Spin-Trapping bestätigt. In der Praxis wird die starke, nicht-selektive Oxidationsfähigkeit von •OH genutzt, um schwer abbaubare organische Verbindungen effektiv zu entfernen.
O2 + 2H+ + 2e → H2O2;
H2O2 + Fe2+ → [Fe(OH)2]2+ → Fe3+ + •OH + OH-.
Die Elektro-Fenton-Technologie eignet sich vor allem zur Vorbehandlung von Sickerwasser aus Deponien, konzentrierten Flüssigkeiten und Industrieabwässern aus Branchen wie der Chemie-, Pharma-, Pflanzenschutz-, Färberei-, Textil- und Galvanikindustrie. In Kombination mit elektrokatalytischen Anlagen zur fortgeschrittenen Oxidation verbessert sie die biologische Abbaubarkeit von Abwasser deutlich und reduziert gleichzeitig den CSB-Wert. Darüber hinaus dient sie der Tiefenbehandlung von Sickerwasser aus Deponien, konzentrierten Flüssigkeiten und Industrieabwässern aus diesen Branchen, wodurch der CSB-Wert direkt gesenkt und die Einleitungsnormen erfüllt werden. Durch die Kombination mit gepulsten Elektro-Fenton-Anlagen lassen sich die Betriebskosten weiter senken.
Veröffentlichungsdatum: 07.09.2023
