Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) zählen zu den größten Herausforderungen der modernen Wasseraufbereitung. Aufgrund ihrer außergewöhnlich stabilen Kohlenstoff-Fluor-Bindungen sind sie in der Umwelt äußerst persistent und werden daher häufig als „Ewigkeitschemikalien“ bezeichnet. Mit strengeren regulatorischen Vorgaben wächst der Bedarf an Verfahren, die PFAS nicht lediglich aus dem Wasser entfernen, sondern tatsächlich zerstören.
Die pro aqua Diamantelektroden Produktion GmbH setzt dafür auf die elektrochemische Oxidation mit bor-dotierten Diamantelektroden (BDD). Das Unternehmen entwickelt und produziert die Elektroden sowie die dazugehörigen BDD-Zellen in Österreich und positioniert diese als Kerntechnologie für Anwendungen in der Trinkwasser-, Prozesswasser- und Abwasserbehandlung sowie für die Erzeugung von Elektrolysewasser.
BDD-Zellen als technische Kernkomponente
Bor-dotierte Diamantelektroden bilden das Herzstück der elektrochemischen Wasserbehandlung von pro aqua. Die BDD-Zellen sind als Standard- und Spezialzellen in unterschiedlichen Baugrößen verfügbar und werden an die jeweilige Anwendung angepasst. Während des Elektrolyseprozesses entstehen hochreaktive oxidierende Spezies, die für den Abbau organischer Schadstoffe genutzt werden können.
Gerade bei PFAS-Anwendungen ist die Elektrode weit mehr als ein einzelnes Anlagenbauteil. Sie bestimmt maßgeblich die Leistungsfähigkeit des elektrochemischen Prozesses. Parameter wie Elektrodenfläche, Elektrodenabstand, Stromdichte, Durchfluss, Temperatur, Leitfähigkeit oder die hydraulische Einbindung entscheiden darüber, ob ein Verfahren im Labor, im Pilotmaßstab und schließlich im industriellen Betrieb zuverlässig arbeitet.
Fokus auf die Zerstörung statt auf die Verlagerung
Die elektrochemische Oxidation mit BDD-Elektroden eignet sich insbesondere für PFAS-belastete Wasserströme mit erhöhten Konzentrationen. Dazu zählen beispielsweise industrielle Abwässer, Membrankonzentrate, Regenerate aus Adsorptionsverfahren, Deponiesickerwässer oder belastete Grundwässer.In der Praxis wird die BDD-Elektrolyse häufig als Bestandteil einer mehrstufigen Prozesskette eingesetzt. Vorbehandlungsverfahren können Feststoffe entfernen und die Elektrolysezellen schützen. Konzentrationsverfahren reduzieren den zu behandelnden Volumenstrom und erhöhen die Wirtschaftlichkeit. Nach der elektrochemischen Behandlung können weitere Verfahrensschritte verbleibende Oxidationsprodukte oder Spurenstoffe reduzieren. Eine begleitende Analytik stellt sicher, dass die Anlagenleistung unter realen Betriebsbedingungen kontinuierlich überwacht werden kann.
Diese systemische Betrachtung ist entscheidend, denn die Zusammensetzung von PFAS-belasteten Wässern unterscheidet sich je nach Herkunft erheblich. Ebenso variieren die Eigenschaften der einzelnen PFAS-Verbindungen. Entsprechend muss jedes Behandlungskonzept an die jeweilige Wasserchemie und den Anwendungsfall angepasst werden.
Strategische Partnerschaft für PFAS-Behandlung
Die Bedeutung der BDD-Technologie für die PFAS-Elimination unterstreicht auch die strategische Partnerschaft zwischen pro aqua und WSP. Gemeinsam wurde das zum Patent angemeldete Verfahren PFASER™ entwickelt, bei dem die bor-dotierten Diamantelektroden von pro aqua die zentrale Technologie für die elektrochemische Zerstörung von PFAS in kontaminierten Wässern bilden. Über diese Zusammenarbeit sowie den Einsatz der integrierten BDD-Durchflusszellen berichtete zuletzt auch das Fachportal ingenieur.de.
PFAS-Behandlung als Systemaufgabe
Die Entfernung von PFAS aus Abwasser ist keine reine Filtrationsaufgabe. Verfahren, die Schadstoffe lediglich abtrennen, erzeugen konzentrierte Restströme oder beladene Medien, die anschließend ebenfalls behandelt oder entsorgt werden müssen. Verfahren zur elektrochemischen Zerstörung zielen dagegen auf den Abbau der Schadstoffe innerhalb geeigneter Wasserströme ab.
Mit zunehmender Regulierung und steigenden Anforderungen an Industrie, Deponien und Sanierungsprojekte gewinnt die Frage nach wirksamen Zerstörungsverfahren weiter an Bedeutung. Die BDD-Elektrolyse mit bor-dotierten Diamantelektroden stellt hierfür einen technologischen Ansatz dar, der insbesondere bei hochbelasteten oder vorkonzentrierten PFAS-Wasserströmen eingesetzt werden kann. Sie ersetzt keine ganzheitliche Prozessplanung, kann jedoch als zentraler Baustein in integrierten Behandlungskonzepten einen wesentlichen Beitrag zur PFAS-Elimination leisten.
