Ein neues kombiniert-elektrochemisches Verfahren zur Entfernung von Nitraten aus Wässern: Fid-Bau Portal

Ein neues kombiniert-elektrochemisches Verfahren zur Entfernung von Nitraten aus Wässern

Bouzek, Karel / Poidar, Martin / Bergmann, Henry

Elektrochemische Verfahren des Nitratabbaus in wässrigen Systemen gehören zur Gruppe der physiko-chemischen Methoden, die im konkreten Fall eine Kathode als Reduktionsmittel zur Nitratumsetzung verwenden. Der Verlauf der elektrochemischen Reaktionen an der Elektrode hängt dabei von vielen Faktoren ab. Zu den wichtigsten gehören das gewählte Kathodenmaterial, das Kathodenpotenzial, der pH-Wert, Stofftransportbedingungen und die verwendete Reaktorkonstruktion. Im Beitrag werden Forschungsergebnisse zu einer neuen Technologie präsentiert, die den Ionenaustausch mit der elektrochemischen Regenerierung der Regenerierungslösung der Kolonne verbindet. Die besten Ergebnisse wurden dabei mit Kupferkathoden und mit Reaktoren des Chemelec-Typs mit inertem Wirbelbett sowie mit der so genannten Wälzkathodenzelle, einem Reaktor mit einer Kaskade rotierender Trommeln mit kathodischem Partikelbett, erzielt. Die Analyse des Entwicklungsstandes macht deutlich, dass Konzentrierungsprozesse wie der Ionenaustausch effektiv und ökonomisch zu betreiben sind. Die Kombination mit der Elektrolyse stellt somit eine interessante Option bei der Behandlung nitrathaltigen Wassers dar. Dagegen sind andere Nitratreduktionstechnologien mit hoher Selektivität bei weitem nicht ausgereift. Probleme bestehen generell noch in der Selektivitätsbeeinflussung. Während Stickstoff das gewünschte Endprodukt ist, entstehen in chemischen und elektrochemischen Reduktionsprozessen oft Ammoniak und NOx als Endprodukte. Eine Herausforderung für die Zukunft bleibt deshalb die Entwicklung hochselektiver Katalysatoren bzw. elektrokatalytischer Materialien, die eine Umwandlung von Nitrat bis zum Stickstoff erlauben.