AOP Advanced Oxidation Processes

Advanced Oxidation Processes (AOP) sind elektrochemische und photochemische Verfahren zur Aufbereitung von Industrie- und Prozessabwasser, bei denen hochreaktive Hydroxylradikale (·OH) erzeugt werden. Mit einem Redoxpotenzial von 2,80 V gehören Hydroxylradikale zu den stärksten Oxidationsmitteln überhaupt – stärker als Ozon, Chlor oder Wasserstoffperoxid allein.
Diese Radikale greifen organische Schadstoffmoleküle unspezifisch und hocheffizient an und mineralisieren sie weitgehend zu CO₂, H₂O und anorganischen Salzen. AOP-Verfahren sind damit die Methode der Wahl für biologisch schwer oder nicht abbaubare Verbindungen (sogenannte refraktäre Substanzen), die in konventionellen Klärstufen unverändert verbleiben würden.

Hydroxylradikale: Der Schlüssel zur vollständigen Mineralisation

Peschl Environment setzt bei der Abwasseraufbereitung auf UV-gestützte AOP-Verfahren, insbesondere UV/H₂O₂ und UV/O₃. Durch die Bestrahlung von Wasserstoffperoxid oder Ozon mit UV-Licht bei 254 nm werden Hydroxylradikale photolytisch freigesetzt. Die Reaktion mit Schadstoffen läuft in Millisekunden ab – ohne Erzeugung von Sekundärabfällen.

Das Wirkprinzip der verschiedenen UV-AOP-Prozesse:

UV/H₂O₂: H₂O₂ + hν → 2 HO· (direkte Photolyse, einfache Nachrüstung in bestehenden Anlagen)

UV/O₃: O₃ + hν → O₂ + O(¹D); O(¹D) + H₂O → 2 HO· (optimierte Ozonolyse)

UV/VUV: H₂O + hν (<190 nm) → ·OH + ½ H₂ (direkte Wasserphotolyse)

UV/Fenton: Fe²⁺ + H₂O₂ → Fe³⁺ + ·OH + OH⁻; katalytisch regeneriert durch UV (Photo-Fenton)

UV/TiO₂-Photokatalyse: TiO₂ + hν → e⁻ + h⁺; h⁺ + H₂O → HO· + H⁺ (heterogene Photokatalyse)

Typisches P&ID-Diagramm einer oxylight®-AOP-Abwasseraufbereitungsanlage

Transmissionsabhängiges Reaktordesign

Ein zentraler Faktor für die Effizienz eines AOP-Photoreaktors ist die UV-Transmission des zu behandelnden Abwassers. Die spektrale Absorption bei 254 nm (SAK₂₅₄, SSK₂₅₄) bestimmt den optisch nutzbaren Pfad im Reaktor und damit direkt die Lampenkonfiguration, den Reaktordurchmesser und die erforderliche Flächendosis (Fluenz in J/m²). Peschl Environment modelliert jeden Reaktor auf Basis gemessener Transmissionswerte – von T = 98 % bis T = 15 % – mithilfe etablierter Berechnungsmodelle (View-Factor-Modell, Keitz-Formel, UVCalc).

Transmission 254nm @98%

Transmission 254nm @80%