Oxidative Wasserreinigung

Oxidationsprozesse unter Ausnutzung der hochreaktiven und wenig selektiven Hydroxyl-Radikale (sogenannte 'Advanced Oxidation Processes' (AOPs)) haben sich als effiziente Verfahren zur Behandlung kontaminierter Abwässer erwiesen. Bewährte Verfahren zur Erzeugung der Hydroxyl-Radikale sind die Kombination von H2O2 mit Eisensalzen, Ozon oder UV-Licht. Aus ökonomischer und ökologischer Sicht erscheint die heterogene Katalyse der Oxidation mit Wasserstoffperoxid durch eisenhaltige Feststoffe als aussichtsreich:

  • Wasserstoffperoxid ist ein kostengünstiges Oxidationsmittel
  • die Erzeugung von OH-Radikalen verläuft unter Umgebungsbedingungen ohne Einsatz von energieintensiver UV-Bestrahlung
  • eine Reaktion im neutralen pH-Wert-Bereich ist möglich
  • der Katalysator wird recycliert

Die Entwicklung von nanostrukturierten, eisenhaltigen Katalysatoren für die effiziente Oxidation von organischen Schadstoffen in Wasser ist Bestandteil des vom BMBF geförderten Projektes Fe-Nanosit . Folgende Konzepte werden derzeit von uns detailliert untersucht:

  • Einsatz von eisenhaltigen Zeolithen  als heterogene Katalysatoren
  • Vereinigung der Fe-Zeolithe  mit Nanomagnetit zur einfachen Entfernung der Katalysatorpartikel aus dem Wasser mit Hilfe der Magnetoseparation
  • Einsatz von nanoskaligen Eisenmineralien oder eisenhaltigen Mischoxiden (Perovskite) als Oxidationskatalysatoren

Vor allem unter schwer kontrollierbaren Reaktionsbedingungen, wie z.B. bei der in-situ Oxidation von Schadstoffen im Grundwasserleiter, muss mit einer unvollständigen Umsetzung der Schadstoffe gerechnet werden. Die Frage nach der Bildung von toxischen Intermediaten bei Oxidationsreaktionen ist deshalb ein wichtiger Bestandteil unserer Untersuchungen zu AOPs.