Waterstofperoxide (H₂O₂) is een van de meest veelzijdige chemische stoffen bij de industriële behandeling van water en afvalwater. Het wordt voornamelijk gebruikt vanwege de sterke oxidatieve eigenschappen en het vermogen om organische verbindingen te desinfecteren, te ontkleuren en af te breken. Waterstofperoxide biedt een milieuvriendelijk alternatief voor veel andere chemicaliën, omdat het alleen uiteenvalt in water (H₂O) en zuurstof (O₂) zonder schadelijke bijproducten achter te laten.
Het brede toepassingsgebied gaat van de oxidatie van verontreinigende stoffen, desinfectie van proceswater, geur- en kleurverwijdering in afvalwater tot speciale toepassingen zoals precipitatie en flocculatie in CP-installaties. precipitatie en flocculatie in CP-installaties of in Geavanceerde oxidatieprocessen (AOP's). H₂O₂ speelt een centrale rol op het gebied van industriële waterzuivering, met name vanwege zijn hoge reactiviteit en milieuvriendelijkheid.
Inhoudsopgave
Chemische eigenschappen van waterstofperoxide
Waterstofperoxide is een chemische verbinding van waterstof en zuurstof met de molecuulformule H₂O₂. Het heeft de volgende karakteristieke eigenschappen:
Moleculaire structuur:
- H₂O₂ bestaat uit twee zuurstofatomen, die met elkaar verbonden zijn via een peroxidebinding (O-O), en twee waterstofatomen.
- De peroxidebinding is relatief onstabiel en wordt gemakkelijk gesplitst, wat de chemische reactiviteit van het molecuul verklaart.
Fysische eigenschappen:
- Fysische toestand: Vloeistof bij kamertemperatuur.
- Kleur: Kleurloos.
- Geur: Reukloos.
- Dichtheid: Afhankelijk van concentratie ca. 1,11 g/cm³ (bij 30 % H₂O₂-oplossing).
- Oplosbaarheid: H₂O₂ is volledig mengbaar met water en vormt een stabiele oplossing.
Reactiviteit:
- Waterstofperoxide is een sterk oxidatiemiddel dat elektronen van andere stoffen kan absorberen en ze zo kan oxideren.
- Bij de ontleding ontstaan water (H₂O) en zuurstof (O₂).
- Deze reactie wordt versneld door katalysatoren zoals metaalionen (bijvoorbeeld Fe²⁺, Mn²⁺) of licht.
Technische toepassingen van waterstofperoxide in watertechnologie
1. oxidatie van verontreinigende stoffen
Waterstofperoxide wordt vaak gebruikt bij waterbehandeling als oxidatiemiddel om opgeloste verontreinigende stoffen te vernietigen of om te zetten in een gemakkelijker te verwijderen vorm:
Reductie van zware metalen:
H₂O₂ oxideert zware metalen zoals ijzer (Fe²⁺ → Fe³⁺) of mangaan zodat ze neerslaan als hydroxidevlokken en vervolgens verwijderd kunnen worden door bezinking of filtratie.Verwijdering van sulfiden en nitrieten:
Geurvormende en toxische stoffen worden afgebroken door de oxidatie van zwavelverbindingen (S²- tot SO₄²-) en stikstofverbindingen (NO₂- tot NO₃-).Afbraak van organische verbindingen:
Waterstofperoxide breekt veel organische verontreinigende stoffen, zoals fenolen, aldehyden of PAK's (polycyclische aromatische koolwaterstoffen), af in kleinere, minder giftige componenten.
Foto: Oxidatie van vervuilende stoffen met behulp van UV-straling en waterstofperoxide (proces: ALMA OXI UV)
2. geavanceerde oxidatieprocessen(AOP's)
In combinatie met UV-licht of ozon (O₃) vormt waterstofperoxide zogenaamde hydroxylradicalen (OH-), die tot de sterkste oxidatiemiddelen behoren:
Hoe het werkt:
H₂O₂ reageert tot OH- radicalen onder invloed van UV-straling of ozon.Toepassingen:
- Afbraak van microverontreinigingen zoals geneesmiddelen en pesticiden.
- Verwijderen van kleurstoffen en geuren.
- Behandeling van water voor hoogzuivere toepassingen (bijv. gedemineraliseerd water of ultrazuiver water).
3. desinfectie
Waterstofperoxide is een effectief middel om water te desinfecteren. In tegenstelling tot chloor of ozon laat H₂O₂ geen giftige bijproducten achter:
Gebruik in koelwatercircuits:
Vermindert de vorming van biofilms en voorkomt microbiële groei, waardoor de prestaties van het systeem worden geoptimaliseerd.Kiemreductie in proces- en drinkwater:
Waterstofperoxide is effectief tegen bacteriën, virussen en schimmels en wordt gebruikt in de voedingsmiddelen- en farmaceutische industrie voor hygiënische waterbehandeling.
4. ontkleuring en geurvermindering
In industrieel afvalwater, bijvoorbeeld uit de textielindustrie of papierproductie, wordt waterstofperoxide gebruikt om kleurstoffen te verwijderen en geuren te neutraliseren:
- Ontkleuring: H₂O₂ oxideert chromoforen (kleurvormende structuren) en breekt ze af, waardoor de kleur vermindert.
- Geurneutralisatie: Oxidatie van geurvormende stoffen zoals ammoniak of zwavelverbindingen.
Afbeelding: Doseerstation voor waterstofperoxide met opvangbak voor WHG
Voordelen van waterstofperoxide
- Milieuvriendelijk: ontbindt in water en zuurstof zonder schadelijke reststoffen achter te laten.
- Breed scala aan toepassingen: effectief voor veel verontreinigende stoffen, organische verbindingen en microbiële verontreiniging.
- Hoge oxidatieprestaties: In combinatie met AOP's zeer effectief tegen slecht afbreekbare onzuiverheden.
- Veiligheid: Bij correct gebruik minder giftig dan veel andere oxidatiemiddelen zoals chloor.
Uitdagingen in de toepassing
- Stabiliteit: Waterstofperoxide is gevoelig voor metaalionen, licht en warmte, waardoor het katalytisch kan ontleden. Stabiele opslag vereist een donkere, koele omgeving en geschikte verpakkingsmaterialen (bijv. plastic, roestvrij staal).
- Hantering: Sterk geconcentreerde H₂O₂-oplossingen zijn corrosief en kunnen brandwonden of materiële schade veroorzaken.
- Kosten: Grootschalig gebruik kan kostenintensief zijn vanwege de chemische dosering.
Conclusie
Waterstofperoxide (H₂O₂) is een onmisbaar middel bij de behandeling van industrieel water en afvalwater. De veelzijdigheid als oxidatiemiddel, voor desinfectie, ontkleuring en geurneutralisatie is indrukwekkend. Vooral in Geavanceerde oxidatieprocessen (AOP's) bewijst waterstofperoxide zijn kracht door de generatie van hydroxylradicalen (OH-), die zelfs moeilijk afbreekbare verontreinigende stoffen effectief reduceren.
Dankzij de milieuvriendelijke ontbinding in water en zuurstof is H₂O₂ een duurzame oplossing voor de behandeling van water. Ondanks de uitdagingen van opslag en verwerking blijft waterstofperoxide een van de belangrijkste chemicaliën in de moderne watertechnologie vanwege de hoge efficiëntie en milieuvriendelijkheid.
Voor meer informatie over onze producten kunt u altijd contact met ons opnemen!
