Heckenhayn wurde am 8. Oktober 1828 in Wickerstedt bei Apolda geboren. Er besuchte von 1843 bis 1846 das Institut des Schulrats Dr. Stoy in Jena, danach bis 1849 das Gymnasium in Weimar. Es folgte ein Studium der Theologie und Pädagogik an den Universitäten Jena und Tübingen. 1852 absolvierte Heckenhayn sein theologisches Examen in Jena. Danach setzte er sein Studium der Pädagogik als Hauslehrer in Westfalen bis 1855 fort. Als Lehrer kehrte er 1855 an das Institut Stoy zurück.

Eine erste Stelle als Schulrektor nahm Heckenhayn 1862 in Ilmenau an. Ein später übernahm er die Leitung der Secundar- und Ersten Bürgerschule in Eisenach, wo er zugleich die Fächer Deutsch, Geschichte und Religion lehrte. Nach Coburg kam Heckenhayn 1866, als die Stadtverordnetenversammlung ihn zum Direktor der städtischen Schulen berief. Der Zustand der Schulen war ein denkbar schlechter, sodass er sich bald um Veränderungen bemühte. Diese Reformen veröffentlichte er in seinem 1869 erschienen Buch "Organisation des Volksschulwesens mit Rücksicht auf gegebene Verhältnisse in Stadt und Land". Er schuf damit die Basis für eine völlige Neuorganisation des Grundschulwesens im Herzogtum Coburg. Dazu gehörte eine Reformierung des Lehrplans, der Lehrerausbildung und die Einführung einer neuen Schulordnung. Diese trat 1870 in Kraft. Maßgeblicher ist allerdings seine Beteiligung am Schulgesetz über die Trennung von Kirche und Staat im Herzogtum Coburg von 1874. Infolgedessen ernannte ihn Herzog Ernst II. von Sachsen-Coburg und Gotha zum staatlichen Schulinspektor für das Herzogtum. Heckenhayn schied damit aus dem städtischen Dienst aus. 1875 initiierte er die Thüringer Schulinspektorenkonferenz, der langjähriger Präsident er wurde. Diese Konferenz besaß ungefähr den gleichen Stellenwert wie die heutige Kultusministerkonferenz der Bundesländer.

Neben seiner schulischen Tätigkeit agierte Heckenhayn auch als Politiker. Von 1871 bis 1883 war er Mitglied der Coburger Stadtverordnetenversammlung. 1898 trat Heckenhayn in den Ruhestand. Sieben Jahre später starb er im Alter von 76 Jahren. In Erinnerung an Heckenhayn wurde 1906 ein Denkmal für ihn in der Unteren Anlage, hinter der ehemaligen Ratsschule, aufgestellt.