Verfahrenstechnik 6/2026

KOMPONENTEN UND SYSTEME

KOMPONENTEN UND SYSTEME ELEKTROCHEMISCHE OXIDATION PFAS UND PERSISTENTE SCHADSTOFFE MIT DIAMANT-ELEKTRODEN ENTFERNEN PFAS, pharmazeutische Wirkstoffe und Industriechemikalien gehören zu den hartnäckigsten Schadstoffen im Wasser. Ihre extrem stabile chemische Struktur macht sie besonders schwer bis nicht abbaubar. Für Unternehmen, Kommunen und Betreiber von Abwasserreinigungsanlagen bedeutet das steigende Entsorgungskosten, ungelöste Reststoffprobleme und erhöhten Druck zur Einhaltung gesetzlicher Vorgaben. W&L Coating Systems hat ein Verfahren zur elektrochemischen Oxidation auf Basis Bor-dotierter Diamant- Elektroden vorgestellt, dass diese Gefahrstoffe nicht nur abtrennt, sondern vollständig zu unkritischen mineralischen Bestandteilen abbaut. Die Technologie ermöglicht eine effiziente, chemikalienfreie sowie steuerbare Abwasserreinigung. Immer höhere Abwasserbelastungen, zunehmend strengere Grenzwerte und neue regulatorische Vorgaben erhöhen den Druck auf Kommunen, Industrie und Entsorgungsbetriebe. „Bei vielen bestehenden Verfahren werden Schadstoffe zwar effizient aus dem Wasser entfernt, jedoch lediglich in einem anderen Medium aufkonzentriert“, erklärt Dr. Michael Liehr, Geschäftsführer der W&L Coating Systems GmbH. „Das von W&L adaptierte elektrochemische Oxidationsverfahren auf Basis von Bor-dotierten Diamantelektroden (BDD) setzt genau hier an: Die Molekülstruktur wird vollständig oxidiert und die Schadstoffe damit dauerhaft beseitigt.“ ELEKTROCHEMISCHE ABWASSERREINIGUNG OHNE ZUSÄTZLICHE CHEMIKALIEN In der Praxis kommen bislang häufig Verfahren wie Aktivkohleadsorption, Membranfiltration oder Ozonierung zum Einsatz, die jedoch insbesondere bei stark belasteten Abwässern gewisse Einschränkungen aufweisen. Aktivkohle bindet organische Stoffe, erzeugt jedoch einen entsorgungspflichtigen Filterrückstand. Membranverfahren trennen Schadstoffe ab, erzeugen aber hochbelastete Retentate. Flockungsverfahren stoßen bei PFAS an ihre Grenzen. Ozon oder 16 VERFAHRENSTECHNIK 2026/06 www.verfahrenstechnik.de

KOMPONENTEN UND SYSTEME 01 Die Elektrode bestehen aus Bor-dotierten Diamanten (BDD) auf Titansubstrat. Das Bild zeigt eine Rasterelektronenmikroskop- Aufnahme der BDD-Schicht 02 Schematische Darstellung des elektrochemischen Abbaus von Perfluoroctansäure (PFOA) an der BDD-Anode via direktem Elektronentransfer und Hydroxylradikalbildung UV-basierte Advanced Oxidation Processes (AOPs) erreichen bei besonders stabilen Verbindungen oft keine vollständige Zersetzung. Hier kommt die elektrochemische Abwasserreinigung ins Spiel. Diese gehört zur Gruppe der sogenannten Electrochemical Advanced Oxidation Processes (EAOPs), einer Unterkategorie der AOPs. Im Unterschied zu herkömmlichen AOPs wie (Photo-) Fenton oder Wasserstoffperoxid/UV wird die notwendige Reaktionsenergie direkt elektrochemisch ohne den Einsatz zusätzlicher Chemikalien erzeugt. Das Verfahren arbeitet als sogenannte „kalte Oxidation“, bei der die Schadstoffe rein elektrochemisch und ohne weitere thermische Zusatzenergie vollkommen zerstört werden. Das Herzstück bilden Bor-dotierte Diamantelektroden, die das höchste elektrochemische Potentialfenster im Wasser und eine außergewöhnlich hohe Reinigungskraft selbst für hartnäckige Schadstoffe wie PFAS, pharmazeutische Rückstände oder Spezialchemikalien bieten. Der entscheidende Vorteil gegenüber anderen Verfahren besteht darin, dass die Schadstoffe nicht nur gebunden oder konzentriert, sondern chemisch vollständig zerstört werden. Einen zusätzlichen Nutzen bietet das Verfahren bei der Anwendung in kommunalen Kläranlagen insbesondere in Kombination mit verschiedenen Vorbehandlungsstufen wie Schaumfraktionierung oder Membranfiltrationsprozessen, die die Schadstoffe zunächst aufkonzentrieren. Anschließend können die hochbelasteten Abwasserströme mit hoher Effizienz elektrochemisch durch die Bor-dotierten Diamantelektroden gereinigt werden. WIRTSCHAFTLICHE REINIGUNGSLÖSUNG DANK LANGLEBIGER DIAMANTELEKTRODEN Eine hohe Reinigungsleistung bedeutet nicht automatisch hohe Betriebskosten. Die geringen Diamantschichtdicken < 5 µm senken die Produktionskosten und reduzieren zudem die Schichtspannungen, wodurch die Langlebigkeit der Elektroden gesteigert wird. Das reduziert den Verschleiß und senkt die laufenden Kosten; ein klarer langfristiger wirtschaftlicher Vorteil. Während des Reinigungsprozesses überwacht eine integrierte Sensorik BOR- DOTIERTE DIAMANTELEK- TRODEN BIETEN DAS HÖCHSTE ELEKTROCHEMISCHE POTENTIAL- FENSTER IM WASSER kontinuierlich den Kontaminationsgrad des Abwassers und passt die Elektrolyseleistung automatisch an, wodurch auch der Energieeinsatz optimiert wird. Das modulare System ist flexibel vom Pilotmaßstab bis hin zur Industrieanlage einsetzbar. Da weder belastete Filtermedien anfallen, noch irgendwelche Reinigungschemikalien benötigt werden, reduzieren sich die Entsorgungsund Betriebskosten. So bietet die Bor-dotierte elektrochemische Abwasserreinigung nicht nur hohe Betriebs sicherheit und Effizienz, sondern auch einen deutlichen ökonomischen Mehrwert gegenüber herkömmlichen Verfahren. BOR-DOTIERTE DIAMANT-ELEKTRODEN FÜR VIELFÄLTIGE ANWENDUNGSBEREICHE Das Verfahren eignet sich besonders für industrielle Abwässer mit hohen Konzentrationen an organischen Schadstoffen. Einsatzfelder sind die chemische Industrie, die Pharmaindustrie, Hersteller von Spezialchemikalien sowie Entsorgungsdienstleister. Auch kommunale Kläranlagen können profitieren, insbesondere im Rahmen vorgeschalteter Reinigungsstufen zur gezielten Aufkonzentrierung persistenter Mikroschadstoffe. W&L Coating Systems sieht sich dabei nicht nur als Beschichter, sondern als Technologiepartner. Das Unternehmen entwickelt und liefert diamantbeschichtete Elektroden, Elektrolyseure sowie angepasste Systemlösungen als Module oder Stand-alone- Lösungen für unterschiedliche Durchsatzanforderungen. Bilder: W&L Coating Systems GmbH www.wl-coating.com www.verfahrenstechnik.de VERFAHRENSTECHNIK 2026/06 17