Eliminierung von Spurenstoffen durch nachhaltige Adsorbenzien
04.06.2019
Die Verunreinigung durch Medikamente, Biozide und Industriechemikalien im Abwasser nimmt immer weiter zu. Fraunhofer-Forschende entwickeln ein neues Adsorptionsmittel für die Eliminierung von Spurenstoffen in kommunalen Abwässern – auf Basis nachwachsender Rohstoffe und mit weiteren Vorteilen gegenüber bisher verwendeter Aktivkohle.
Nicht alle Substanzen werden in Kläranlagen abgebaut. Rückstände von Medikamenten, Bioziden und Industriechemikalien etwa gelangen daher in die Umwelt. Zwar verfügen Kläranlagen häufig über eine nachgeschaltete Aktivkohleadsorption, aber auch hier können diese Spurenstoffe nur zum Teil zurückgehalten werden.
Hinzu kommt, dass Aktivkohle ein fossiler Rohstoff ist, der in erster Linie unpolare oder wenig polare Substanzen binden kann. Polare und ionisierte Stoffe hingegen bleiben meist im Wasser zurück. Hier setzt das Projekt BioSorb an.
Das Fraunhofer UMSICHT entwickelt gemeinsam mit dem Fraunhofer ITWM neue Adsorptionsmittel für die Eliminierung von Spurenstoffen in kommunalen Abwässern. Die Adsorptionsmittel sollen auf nachwachsenden Rohstoffen basieren und dabei deutlich ressourcenschonender und auch selektiver als herkömmliche Aktivkohle vorgehen.
Besonders proteinbasierte Materialien sind vielversprechende Biosorbenzien, da diese weltweit in großem Umfang und endlos vorhanden sind; oft sogar als Abfallstoffe.
Schritt für Schritt zu sauberem Wasser
Dazu wird beim Fraunhofer UMSICHT zunächst ein Screening verschiedener proteinhaltiger Materialien durchgeführt. Die natürlich nachwachsenden Rohstoffe werden genau untersucht und in ersten Adsorptionsversuchen in kleinem Maßstab auf ihre Eignung getestet. Erste Versuche zeigen, dass oftmals eine einfache chemische Behandlung – wie eine Kombination aus Säure- und Wärmebehandlung – die Adsorptionsfähigkeit deutlich verbessern kann.
Anschließend werden im Rahmen einer groß angelegten Versuchsreihe vielversprechende Materialien auf ihre Wirksamkeit als Adsorbenz gegenüber Perfluorbutansulfonsäure (PFBS) geprüft. PFBS ist ein Vertreter der 850 verschiedene Substanzen umfassenden Stoffgruppe der perfluorierten Tenside.
Diese sind nahezu überall verbreitet, kaum abbaubar und oft gesundheitsschädlich. Eingesetzt werden sie z. B. als Imprägnierungsmittel für Papier, Kleidung und viele andere Materialien, in Feuerlöschschäumen und Reinigungsmitteln sowie als Antistatika bei der Chipherstellung. Über das Grund- und Oberflächengewässern gelangen sie in Kläranlagen, wo sie jedoch nicht abgebaut werden.
Fraunhofer ITWM liefert Simulationsexpertise
Parallel zur Versuchsreihe erfolgt die Entwicklung eines numerischen Adsorptionsmodells. Das Fraunhofer ITWM nutzt dazu selbst entwickelte Simulationswerkzeuge. Dieses Vorgehen ermöglicht es, in Kombination mit hoher Rechnerkapazität und der Erfahrung mit Simulationsstudien, die Adsorbenzien und insbesondere Effekte chemischer Behandlungen mit einer Multiskalensimulation virtuell zu bewerten.
Basierend auf den Laborexperimenten und Erkenntnissen aus den Simulationen optimieren die Forschenden daraufhin die Biosorbenzien. In einem nächsten Schritt werden sie in Wasser getestet, das aus dem Kläranlagenablauf in Wuppertal-Buchenhofen stammt.
Weitere News und Artikel
24.07.2024
Fachartikel
Innovative Lösungen aus dem Funke-Baukasten
Modernes Regenwasserkonzept für neues Betriebsgelände von Nüßing
Aufgrund der anfallenden Menge an Niederschlagswasser und mit Blick auf behördliche Auflagen hat die Alois Nüßing GmbH & Co.KG beim Umzug …
19.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller Acquaint
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten technischen …
19.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: Pflichtaufgabe Abwasser – eine Chance für strategische Partnerschaften
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen …
19.07.2024
News
Ein leistungsstarkes Trio
VibroDrill-Vibrationsbohrgeräte von terra infrastructure
Mit der neuen Serie VibroDrill VD 50, 100 und 150 erobert die terra infrastructure GmbH derzeit den Markt für Vibrationsbohrgeräte. Dank modernster Technik setzen …
17.07.2024
Fachartikel
Hachenburg setzt auf eine nachhaltige Kanalinfrastruktur
Bau eines 2.800 m langen Verbindungssammlers mit FABEKUN®
Dass man gemeinsam stärker ist, zeigt sich im rheinland-pfälzischen Hachenburg derzeit gleich an zwei Beispielen. Um eine mehr …
16.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller WIEDEMANN enviro tec
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten …
16.07.2024
News
Weitergehende Aufbereitungsanlage im Wasserwerk Hengsen geht in Betrieb
Um die Trinkwasserqualität zu sichern und auch in Zukunft in der Ruhr vorkommenden Spurenstoffen entgegenzuwirken, hat die Wasserwerke Westfalen GmbH (WWW) eine weitergehende …
15.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: Nutzung von Wärme aus Abwasser in den Kanälen der Stuttgarter Stadtentwässerung
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele …
12.07.2024
News
Naturnahe Umgestaltung der Lippe mit Schwimmbagger in Datteln-Ahsen
Ab dieser Woche setzt der Lippeverband in Datteln-Ahsen einen Schwimmbagger ein, um die Ufer- und Auenlandschaft der Lippe auf einer Länge von etwa 400 Metern naturnah umzugestalten …
11.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: Aussteller APX10
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen stehen, besteht in einer fundierten technischen und …
10.07.2024
News
Kanalgipfel 2024: CO2-Emissionen bei der Kanalsanierung– Ermittlung und Konsequenzen
Die Entwässerungssysteme unserer Städte sind ein wesentlicher Bestandteil des kommunalen Anlagevermögens. Die große Zukunftsaufgabe, vor der viele Kommunen …
10.07.2024
News
Davon profitieren alle
terra infrastructure kooperiert mit den Werkstätten der Lebenshilfe Heinsberg
Es ist eine besondere Art der Kooperation, die die terra infrastructure GmbH mit den Werkstätten der Lebenshilfe Heinsberg e.V. geschlossen hat. …
Kontakt
Fraunhofer UMSICHT
Dipl.-Chem. Annette Somborn-Schulz
Siemensring 79
47877 Willich
Deutschland
Telefon:
+49 208 8598-1257
Fax:
+49 2154 9251-61