Reiniger der nächsten Generation entfernt Mikroschadstoffe aus dem Wasser
Unter Mikroschadstoffen versteht man künstlich hergestellte Chemikalien, die durch menschliche Aktivitäten in die Umwelt gelangen und dort im Spurenbereich nachgewiesen werden können (also bis zum μg/l-Bereich). In diese Kategorie fallen Tausende Chemikalien, unter anderem rein synthetische wie per- und polyfluorierte Alkylverbindungen (PFAS) oder pharmazeutische Wirkstoffe wie Antibiotika oder Östrogene. Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen entstammen Herstellungsprozessen für Beschichtungen und Schäume, die bei der Brandbekämpfung eingesetzt werden, und sind mittlerweile überall in der Umwelt und insbesondere in Wasserquellen zu finden. Sie stellen nachweislich ein schwerwiegendes Gesundheitsrisiko für exponierte Populationen dar und stehen mit Schilddrüsenerkrankungen, Fortpflanzungsanomalien, Krebs und Immunsuppression in Verbindung. Das EU-finanzierte Projekt CGM hat eine anpassbare, selektive Lösung auf Nanozellulose-Basis entwickelt. Sie trägt den Namen CustoMem Granular Media (CGM) und beseitigt Mikroschadstoffe. „Die biotechnologisch erzeugten Medien fangen PFAS und andere Mikroschadstoffe ein und entfernen sie, auch den Bruchteil, der aktuell nicht beseitigt werden kann“, so Henrik Hagemann, Projektkoordinator und Geschäftsführer von Puraffinity, Ltd. (ehemals CustoMem).
Eine effizientere Alternative
Herkömmliche Wasseraufbereitungsverfahren können größere Klassen von PFAS derzeit nicht behandeln. Sie entfernen 99,96 % der Schadstoffe, jedoch nicht die 0,04 %, die Mikroschadstoffe enthalten. Grund dafür sind ihre außergewöhnlichen chemischen Eigenschaften und ihre Stabilität im Wasser, weshalb es neuer Behandlungsmethoden bedarf. Derzeit zu einem erschwinglichen Preis erhältliche Absorptionsmittel zur Beseitigung von per- und polyfluorierten Alkylverbindungen sind nicht selektiv genug. Darüber hinaus sind „moderne Oxidationsverfahren, die für diese Substanzen auf dem Markt erhältlich sind, schlecht geeignet. Bei der Bekämpfung von sehr widerspenstigen Verbindungen erhöhen sie nämlich die Betriebskosten; ihr Einsatz erzeugt außerdem andere giftige Chemikalien“, erklärt Hagemann. Aus diesem Grund entwickelte das Forschungsteam eine praktische, kostengünstige und energiesparende Lösung, bei der biologische Materialien genutzt werden. „Wir haben granulare Medien entwickelt, welche die jeweiligen gefährlichen Mikroschadstoffe im Wasser, wie Pestizide, Pharmazeutika und Hochleistungschemikalien, gezielt binden“, so Hagemann.
Umweltfreundlicher
CGM übertrifft im Hinblick auf verschiedene Schlüsselparameter auch alle anderen Lösungen wie moderne Oxidationsverfahren, Adsorptionsharze, die UV-Behandlung und Kohlenstoffnanoröhren. So fängt es mehr als 90 % der Mikroschadstoffe in zirka 10 Sekunden ein, wodurch die Konzentration auf Teile pro Billion gesenkt wird. „Es funktioniert wie ein Brita-ähnlicher Wasserfilter mit industriellem Maßstab. So wird es in Stahltanks integriert und braucht weniger Platz als Systeme, die auf Aktivkohle in Granulatform setzen“, betont Hagemann. Die Nanomedien werden in einem nachhaltigen biologischen Verfahren entwickelt und produziert, bei dem viel weniger gefährliche Chemikalien entstehen und der Energieverbrauch gesenkt wird. Die Produktions- und Behandlungsverfahren sind energiesparend und unterstützen die Kreislaufwirtschaft. Außerdem senken sie von Beginn an die Treibhausgasbilanz um mehr als 50 %. „Wir möchten den Konzeptnachweis für CGM für das Entfernen von PFAS am Standort eines Kunden erhalten, während wir die Herstellung der granularen Medien ausweiten“, fügt Hagemann hinzu. Von CGM werden verschiedene Stellen profitieren, etwa Wasserversorgungsunternehmen, industrielle Produktionsanlagen, Flughäfen und militärische Stützpunkte, aber auch die Bevölkerung. „Die Kundschaft profitiert von einer einfachen, wartungsarmen, kostengünstigen und energiesparenden Lösung, die Mikroschadstoffe mit schweren Auswirkungen beseitigt und für sauberes Wasser sorgt“, so Hagemann abschließend.
Schlüsselbegriffe
CGM, Mikroschadstoffe, PFAS, Wasseraufbereitung, polyfluorierte Alkylverbindungen, Nanozellulose, Kreislaufwirtschaft