OCEGE – Umweltfreundliche Entkeimung mit elektrolytischem Ozongenerator

Der Abbau von organischen Verbindungen und das Abtöten von Bakterien, Pilzen und Viren mit Ozon als Oxidationsmittel haben sich als zuverlässige, preiswerte und umweltschonende Wasseraufbereitungsverfahren durchgesetzt und stellen eine anerkannte Alternative zum Einsatz von Chlor dar. Die derzeit verfügbaren Verfahren der Ozonherstellung aus Luft nach dem Prinzip der stillen elektrischen Entladung oder mittels UV Licht sind kostenintensiv und störungsanfällig.

Im Rahmen des von der EU geförderten Projekts wurde ein neuer elektrolytischer Ozongenerator entwickelt, der hohe Ozonausbeuten und durch seine kompakte Bauweise eine dezentralen Nutzung ermöglicht. Die eingesetzte Technik funktioniert nach dem Prinzip einer elektrochemischen Zelle. An der Anode wird aus Wasser ein Ozon/Sauerstoffgasgemisch gebildet. Das auf diese Weise entstehende Ozon kann direkt in Wasser gelöst oder als Gas verwendet werden.

Projektbericht

Wasser

Der Abbau von organischen Verbindungen und das Abtöten von Bakterien, Pilzen und Viren mit Ozon als Oxidationsmittel haben sich als zuverlässige, preiswerte und umweltschonende Wasseraufbereitungsverfahren durchgesetzt und stellen eine anerkannte Alternative zum Einsatz von Chlor dar. Ozon ist eines der stärksten Oxidationsmittel. In Bezug auf die deutsche Trinkwasserverordnung ist es sogar das stärkste zugelassene Mittel. Im Gegensatz zu Chlor sind die Zersetzungsprodukte der Ozonierung biologisch gut abbaubar. Ungenutztes Ozon zerfällt zu Sauerstoff. Die derzeit verfügbaren Verfahren der Ozonherstellung aus Luft nach dem Prinzip der stillen elektrischen Entladung oder mittels UV Licht sind kostenintensiv und störungsanfällig. Außerdem wird mit lediglich rund drei Prozent (O3 im O3/O2-Gemisch) eine vergleichsweise geringe Ozonausbeute erzielt. Bereits auf dem Markt verfügbare elektrolytische Ozongeneratoren, die bis zu 18 Prozent Ozonausbeute ermöglichen, setzen sich, vor allem im Bereich der Trinkwasseraufbereitung, aufgrund der Verwendung bleihaltiger Elektrodenmaterialien, ebenfalls nicht durch.

Entwicklung eines elektrolytischen Ozongenerators

Im Rahmen eines zweijährigen von der EU geförderten CRAFT-Projekts hat unser Team an der damaligen Technologie-Entwicklungsgruppe TEG zusammen mit Industrie-und Forschungspartnern aus ganz Europa einen neuen elektrolytischen Ozongenerator entwickelt.

Mit dem neuen Ozongenerator sollen folgende Ziele erreicht werden:

  • Hohe Ozonausbeuten (>18 Prozent) bei geringem Energieaufwand
  • Sichere, kompakte Bauweise zur dezentralen Nutzung
  • Minimierung von Geräusch- und Geruchsemissionen
  • Einfache Handhabung
  • Verschleißarme Komponenten
  • Keine Abgabe von toxischen Nebenprodukten
  • Geringe Anschaffungskosten

Technologie

Die eingesetzte Technik funktioniert nach dem Prinzip einer elektrochemischen Zelle, vergleichbar mit einer Brennstoffzelle. An der Anode wird aus Wasser ein Ozon/Sauerstoffgasgemisch gebildet. Das auf diese Weise entstehende Ozon kann direkt in Wasser gelöst oder als Gas verwendet werden.

Die gewünschte Ozonkonzentration und Menge kann optimal auf die jeweilige Anwendung abgestimmt werden. An der Kathode entsteht, je nach Wahl und Anordnung der verwendeten Materialien, Wasserstoff oder Wasserstoffperoxid. Wasserstoffperoxid ist ebenfalls ein Oxidationsmittel, das in der Wasseraufbereitung verwendet wird. Durch eine kombinierte Behandlung mit Ozon und Wasserstoffperoxid wird die Effizienz beider Stoffe durch synergetische Effekte weiter verstärkt. Es wurden Versuche mit unterschiedlichen Zellenwerkstoffen durchgeführt und eine erste, äußerst kompakte Laborzelle in Betrieb genommen, in der die geforderten hohen Ozonausbeuten bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch bereits erreicht wurden. Tests mit Modell- und Prozesswässern im vorindustriellen Maßstab haben gezeigt, dass die Desinfektionswirkung mit herkömmlichen Ozongeneratoren verglichen werden kann.

Die Anlagen dieser Technik können nicht nur für die Wasseraufbereitung, sondern auch für die Desinfektion von Raumluft, für Entfärbungsprozesse, für AOP-Prozesse (Advanced Oxidation Processes), zur Desodorierung und allgemein für Oxidationsprozesse eingesetzt werden.

Ausblick

An einer Pilotanlage wird die Langzeitstabilität der Zellenwerkstoffe untersucht. Der erfolgreiche Prototyp soll dann zu einem marktfähigen Produkt weiterentwickelt werden.

Projektinformationen

Projekttitel

OCEGE – Highly effective and low cost ozone compact electrochemical generator for environmentally friendly disinfecting

Projektlaufzeit

Oktober 2004 – November 2006

 

Koordinator

  • Piasa engineering and trading S.A., Spanien

 

Kooperationspartner

  • SN-Electronics Oy, Finnland
  • Aquabio Ltd, Malta
  • Eilenburger Elektrolyse- und Umwelttechnik GmbH, Deutschland
  • Binifaldó, SA, Spanien
  • Vatis, Belgien
  • Aqualine pool kereskedelmi es szolgaltato korlatolt feleloessegue tarsasag, Ungarn
  • Centre de Recerca i Investigació de Catalunya, Spanien
  • Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V., Deutschland
  • Feltalálói és Kutató Központ Szolgáltató Kft,
    Ungarn

Förderung

Wir danken der Europäischen Union für die Förderung des Projekts »OCEGE – Highly effective and low cost ozone compact electrochemical generator for environmentally friendly disinfecting«.