Elektrochemische Behandlung für saubereres Krankenhausabwasser
Die derzeitigen Ansätze zur Behandlung von Krankenhausabwässern umfassen eine biologische Behandlung, aber mit dieser können keine persistenten Schadstoffe abgebaut werden. Alternativen wie beispielsweise Umkehrosmosemembranen sind äußerst energieintensiv und chemische Oxidationsprozesse erfordern hohe Mengen an Chemikalien. Ziel des Projekts ELECTRO HOSPITAL (Next-generation electrochemical technology for the treatment of hospital wastewater: electrogenerated sulphate radicals for complete destruction of persistent pollutants) war eine Untersuchung der Leistungseigenschaften der elektrochemischen Oxidation zur Behandlung von Krankenhausabwässern. In den letzten Jahren hat eine innovative Oxidationstechnologie zur Abwasserreinigung, die auf der Erzeugung des Sulfatradikals (SO4-), eines starken Oxidationsmittels, und Hydroxylradikalen beruht, viel Beachtung gefunden. Sulfatradikale sind für ihre hohe Selektivität bei der Oxidation von Schadstoffen bekannt. Deshalb bildete man im Rahmen von ELECTRO HOSPITAL durch Anlegen von Strom an eine Anode bei atmosphärischer Temperatur und Atmosphärendruck stark oxidierende Sulfat- und Hydroxylradikale. Die Ergebnisse zeigten, dass neben Sulfatradikalen auch Sulfationen zu Persulfat oxidierten, was an der Anodenoberfläche weiter aktiviert wurde und zur Oxidation und Mineralisierung von organischen Stoffen beitragen kann. Die Bildung von Oxidationsmitteln auf Sulfatbasis wurde durch Klärung der Mechanismen bestätigt, die der Oxidation der Röntgenmittel Iopromid und Diatrizoat zugrunde liegen, die typischerweise im Krankenhausabwasser zu finden sind. Man stellte zudem fest, dass das Vorhandensein von Sulfationen die nachteilige Wirkung von Chlorid und die Bildung von toxischen Organochlor-Nebenprodukten vermindert. Die Resultate von ELECTRO HOSPITAL sind äußerst relevant für die reale Anwendung der elektrochemischen Behandlung, da die Bildung von chlorierten Nebenprodukten eine ihrer Haupteinschränkungen darstellt. Die Projektergebnisse beweisen, dass das durch die Erhöhung der Sulfatmenge deutlich reduziert werden kann. Sulfat kann dann nach anodischer Oxidation unter Einsatz der Elektrodialyse abgetrennt werden, um die Probleme mit erhöhten Sulfatkonzentrationen im Abwasser zu umgehen. Obgleich ELECTRO HOSPITAL an den Start ging, um die Kontaminierung von Krankenhausabwässern zu bekämpfen, hat es auch Konsequenzen für die Behandlung von sulfathaltigen Wässern, beispielsweise aus der Fermentationsindustrie. Die entwickelte Technologie kann auch als eine Alternative zur In-situ-chemischen Oxidation (ISCO) von kontaminiertem Grundwasser zum Einsatz kommen. ELECTRO HOSPITAL weist einige wichtige Vorteile gegenüber existierenden Oxidationstechnologien auf, da das Verfahren keine sekundäre Verschmutzung erzeugt, keine pH-Grenzen aufweist und keine externen Aktivatoren wie etwa Eisen erforderlich sind. Folglich ist die Technologie des Projekts eine neuartige, umweltfreundliche Option zur Sanierung von Krankenhausabwasser, die auch bei der Behandlung von anderen Formen von verunreinigtem Wasser anwendbar ist.
Schlüsselbegriffe
Krankenhäuser, Abwasser, ELECTRO HOSPITAL, Sulfatradikale, elektrochemische Oxidation, Hydroxylradikal, Persulfat, Organochlorin, Elektrodialyse, In-situ-chemische Oxidation
