Elektrophysikalische Fällung und Koagulation mit Opferanoden

Ein innovatives am Fraunhofer IGB etabliertes Verfahren ist die elektrophysikalische Fällung (EpF). Hier wird das zu behandelnde Wasser durch einen Reaktor geleitet, in dem Opferelektroden von einem elektrischen Strom durchflossen werden. Dies führt dazu, dass zwischen ihnen elektrochemische Reaktionen ablaufen und sich die Opferelektroden unter Freisetzung ihrer Metallionen auflösen. Dabei entstehen neben reaktiven Radikalen (AOP-Prozess) Metall-Hydroxidflocken. Diese elektrolytisch gebildeten Metall-Hydroxidflocken haben ein hohes Adsorptionsvermögen und können so fein verteilte Partikel an sich binden. Außerdem kommt es zu Mitfällungs- und Einschlussfällungsreaktionen, bei denen gelöste organische und anorganische Stoffe gefällt werden. Die ausgefällten Stoffe lassen sich dann mechanisch abscheiden.

 

Anwendungsbeispiel: Emulsionsspaltung

Besonders geeignet ist das EpF-Verfahren auch für die Spaltung stabiler Emulsionen, beispielsweise Bohr- und Schneidölemulsionen oder Abwässer aus Waschprozessen, die sonst häufig durch Zusatz von Spaltchemikalien erfolgt. Die Emulsionstrennung durch den Einsatz von Membranen, insbesondere durch Ultrafiltration, liefert zwar ein wiederverwendbares Permeat, ist aber teuer in Anschaffung und Betrieb. Thermische Verfahren, bei denen die Wasserphase verdampft und die Ölphase zurückbleibt, sind sehr energieintensiv. Für die Feststoffabscheidung aus Suspensionen werden Metallsalze wie FeCl3 oder organische Polymere eingesetzt. Diese bewirken eine starke Aufsalzung des Wassers. Polymere müssen exakt dosiert werden, da sie bei Überdosierung als Emulgatoren wirken. Die elektrophysikalische Fällung ist ein alternatives innovatives Verfahren zur Spaltung stabiler Emulsionen und Suspensionen, bei dem vollständig auf die Zugabe von Chemikalien verzichtet werden kann.

 

 

Ihre Herausforderungen

  • Hohe Kosten für Transport und Logistik von zusätzlich teuren Chemikalien für die Verwendung als Fällungsmittel/-zusätze
  • Hohe Kosten für platzintensive Systeme bzw. Lagerung
  • Test der Machbarkeit von EpF
  • Intermittierender Betrieb notwendig
  • Prozesswasser beinhaltet schwer präzipitierende Stoffe
  • Konventionelle Fällungsprozesse weisen eine schlechte Leistung/Effizienz auf
  • Etablierte Prozesse bedürfen eines hohen Einsatzes von Chemikalien, sind giftig oder gefährlich

Unsere Entwicklung

Die elektrophysikalische Fällung ersetzt herkömmliche chemische Fällungs-Flockungstechniken mit dem Vorteil, dass die Flockungsmittel elektrolytisch aus Feststoffelektroden direkt am Ort des Bedarfs in molekular gelöster Form bereitgestellt werden. Als Elektrodenmaterial können Eisen oder Aluminium eingesetzt werden, welche kostengünstig, stets verfügbar und einfach zu handhaben sind. Es wird gezielt nur das Metallion dem zu behandelnden Wasser beigefügt, eine Aufsalzung findet nicht statt. Die Kosten für Einkauf, Handhabung und Dispergierung von Flockungs- und Flockungshilfsmitteln entfallen.

  • Preiswerte Alternative/Kostensenkung
  • Kundenspezifischer, adaptiver, On-site-Prozess kann intermittierend betrieben werden
  • Lösungen für schwer präzipitierende Stoffe wie Kolloide und Nanopartikel
  • Chemikalienfreie, ungiftige, ungefährliche Prozesse und Systeme
Elektrolytisch generiertes Eisenhydroxid
Elektrolytisch generiertes Eisenhydroxid. Abbau von partikulären Verunreinigungen durch ein elektrophysikalisches Verfahren.

Ihre Vorteile

Durch die Einsparung von Chemikalien bieten elektrolytische und oxidative Verfahren wirtschaftlich attraktive und nachhaltige Lösungen für die Reinigung von Betriebs-, Prozess- und Abwasser mit Substanzen, die in einer biologischen Klärstufe nicht abgebaut werden. Die für den Betrieb der Anlage benötigte Energie kann als elektrischer Strom auch regenerativ durch Photovoltaik- oder Windkraftanlagen bereitgestellt werden.

  • Konstruktion auf Basis wissenschaftlichen Know-hows
  • Umfassendes Technologie-Portfolio
  • Industrierelevante Eigendaten und Testsysteme
  • Interdisziplinäres Team mit umfassender Erfahrung in der Prozess-/Systementwicklung
  • Modular kombinierbare Technologien sowie exklusive Technologien
  • Angewandte Elektrochemie mit industrierelevanter Umsetzung
  • One-Stop-Shop

Unsere Leistungen

  • Informationsbasis für Beratungen
  • Entscheidungsunterstützung und Handlungsempfehlung
  • Parameter für Konstruktionen
  • Performanz-Daten für Auslegungen
  • Technologietransfer und Systementwicklung

Gerne erstellen wir Ihnen ein individuelles Angebot.