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TU Berlin

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Sorptions- und Oxidationsverfahren für Reaktivfarbstoffe in Teilströmen und Mischabwasser - Oxidative Regeneration von mit Reaktivfarbstoffen beladenem ß-FeOOH

  • Finanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft, Sonderforschungsbereich Sfb 193
  • Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. M. Jekel
  • Bearbeitung: Dipl.-Ing. Anja Kornmüller

Problemstellung
Aufgrund der geforderten Stabilität sind Reaktivfarbstoffe aus Textilfärbereien schwer durch konventionelle biologische Behandlung zu eliminieren. Eine Entfärbung von Textilfarbstoffabwässern mit den klassischen chemischen Oxidationsverfahren ist möglich, jedoch ist hier oft ein hoher Oxidationsmittelbedarf notwendig oder es treten verfahrensspezifische Nachteile auf.

Vorgehensweise
Zunächst werden Reaktivfarbstoffe aus Abwässern an b-Eisen(III)oxidhydrat (b-FeOOH) sorbiert. In der zweiten Stufe erfolgt die oxidative Regeneration des beladenen Adsorbers mit Wasserstoffperoxidlösung, indem der sorbierte Reaktivfarbstoff chemisch oxidiert und dadurch Adsorptionskapazität zurückgewonnen wird. Ziel ist die Wiederbeladung des Adsorbermaterials.

Ergebnisse
OH-Radikale werden an der Eisenoxidhydrat-Oberfläche katalytisch aus Wasserstoffperoxid gebildet und führen zur Oxidation der sorbierten Reaktivfarbstoffe. Eine erhöhte Temperatur wirkt sich positiv auf die Oxidation aus. Zur schnellen oxidativen Regeneration ist eine Behandlung des beladenen Adsorbers im Kreislauf mit 3 %iger Wasserstoffperoxid-Lösung bei 50°C für 60 min erfolgreich. Sorbierte Farbstoffe desaktivieren die katalytischen Oberflächen des b-FeOOH. Deshalb steigt der Wasserstoffperoxid-Verbrauch mit fortschreitender Oxidation der Farbstoffe und Desorption der Oxidationsprodukte. Aufgrund des Stofftransportes flüssig/fest ist eine hohe Wasserstoffperoxid-Anfangskonzentration von > 1 % notwendig, jedoch ist der Verbrauch an Wasserstoffperoxid pro oxidierter Farbstoff mit 7.6 - 14.5 mg mg-1 klein. Im Regenerat werden eine Reihe von anorganischen und organischen Oxidationsprodukten identifiziert, wobei letztere bereits einen DOC-Anteil von 20 % des oxidierten Reaktivfarbstoffes ausmachen. Bisher konnte eine dreifache Wiederbeladung und oxidative Regeneration ohne Kapazitätsverluste erzielt werden. Der Vorteil dieses neuen, katalytischen Oxidationsverfahrens gegenüber dem klassischen Fenton Prozess liegt in der pH-Unabhängigkeit der Oxidation und dem fehlenden Schlammanfall.

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