Mit dieser neuen Technologie wird kontaminiertes Wasser gereinigt

Die steigende Verschmutzung unserer Wasserressourcen und die damit einhergehende Verknappung brauchbaren Süßwassers sind ein großes Problem. Adsorptionsprozesse zur Schadstoffentfernung spielen für die Wasserreinigung und -aufbereitung eine besondere Rolle. Sie sind meist eine sehr effiziente Lösung beim Beseitigen geringer bis mittlerer Schadstoffbelastungen. Zu diesem Zweck hat Polycarbonplus, Buxtehude, Mesofix, entwickelt. Erste Versuche mit dem Produkt, dessen Basis ein Spezialpolymer ist, dem verschiedene Füllstoffe zugegeben werden, wurden am Institut für Umweltverfahrenstechnik der Universität Bremen (IUV) durchgeführt und zeigten das große Potenzial und ein breites Einsatzspektrum für das innovative Adsorbens auf. Konventionelle Verfahren nehmen vergleichsweise nur eine äußerst begrenzte Menge lipophiler Substanzen auf. Das neuartige Filtermaterial ist hydrophob und lipophil zugleich und besitzt sehr gute adsorbierende sowie absorbierende Eigenschaften.

Das System wurde für verschiedene Anwendungsbereiche zum Reinigen und Aufbereiten von Wasser und Abwasser unterschiedlicher Herkunft entwickelt:

- Sanierung von Ölschäden auf und im Grundwasser
- Sanieren von Ölhavarien auf Gewässern
- Reinigung von Wässern von gelösten Kohlenwasserstoffen (KWs) wie Benzol, Toluol, Ethylbenzol und Xylole (BTEX-Kontamination)
- Reinigen von Niederschlagswasser von Verkehrs- und Wegeflächen
- Aufbereiten von belastetem Niederschlagswasser zur Trinkwassergewinnung

Mesofix ist ein molekular adsorbierendes Material aus einer Polymermatrix und einem Mehrkomponentensystem spezieller Kohlenstoffverbindungen sowie weiteren konditionierten Bestandteilen, die homogen vermischt in ihre für den Einsatz bestimmte Form gebracht werden. Die Basis für die Polymermatrix bildet ein Produkt von Arlanxeo Deutschland, Dormagen. Das Filtermaterial wird als Pulver oder in Pelletform hergestellt. Dieses neuartige Material kann, wenn es in Reihe mit Aktivkohle eingesetzt wird, deren Wirkleistung effektiv unterstützen. Bei Versuchen im Labormaßstab am IUV an der Universität Bremen ergaben sich mit den verwendeten Modellsubstanzen – niedermolekulare Verbindungen, hochmolekulare organische Stoffe, unpolare niedrigmolekulare Verbindungen – Adsorptionskapazitäten, die über die von reiner Aktivkohle deutlich hinaus gehen. Dieser Unterschied liegt in der Porenstruktur beider Materialien begründet. Während Aktivkohle lediglich über Microporen verfügt, besitzt dieser Absorber ein Gemisch aus Makro- und Mesoporen. Dadurch kann er größere Molekularstrukturen aufnehmen, die die Mikroporen der Aktivkohle verstopfen würden. Durch den kombinierten Einsatz dieses Materials als Vorfilter und Aktivkohle als nachgelagertem Hauptfilter kann die Funktionalität der Aktivkohle deutlich verbessert werden.

Mesofix adsorbiert die gesamte Gruppe der Kohlenwasserstoffe wie BTEX, polyzyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAKs), leichtflüchtige halogenierte Kohlenwasserstoffe (LHKWs) und weitere Stoffe, sowie Rohöl und alle seine Derivate in flüssigem und auch gasförmigem Aggregatzustand. Zum Beispiel wird bei der Förderung von Erdgas oder beim Fracking als Verunreinigung der geförderten Stoffe vielfach Lagerstättenwasser mitgefördert. Dieses ist sehr stark mit KWs der BTEX-Gruppe belastet. Beim Beseitigen dieser Kohlenwasserstoffe hat sich das neuartige Filtermaterial als effektiv herausgestellt. Versuche mit Lagerstättenwasser aus der Erdgasförderung in Söhlingen zeigten, dass binnen 60 Min. Kontaktzeit große Mengen, circa 80 %, der Aromaten Benzol, Toluol und Xylol aus dem Lagerstättenwasser entfernt wurden. Fracking war seit mehreren Jahren kein Thema mehr in Deutschland, die Folgen des Krieges in der Ukraine könnten jedoch sehr schnell dazu führen, dass es zum Aufrechterhalten der Erdgasversorgung erneut Thema wird. Da das Material in der Lage ist weitere lipophile Stoffe aufzunehmen, vergrößert sich das Spektrum eliminierbarer Substanzen deutlich. Die Besonderheit des Systems besteht darin, dass es die genannten Schadstoffe nicht nur adsorbiert, sondern diese auch absorbiert, das heißt einschließt. Dieser Spezialeffekt verhindert, dass die aufgenommenen Schadstoffe wieder freigesetzt werden. Nach der Schadstoffaufnahme kann das Material thermisch verwertet werden. Sein Brennwert liegt zwischen 20 und 40 Megajoule, der Aschewert bei 0,3 %.

Eine Testreihe mit Wasser, dem aus Versuchsgründen Trichlorethylen (TCE), ein fettlösliches Reinigungsmittel zugegeben wurde, hat gezeigt, dass auch diese Verunreinigung aus dem Wasser fast vollständig entfernt werden kann. Dies ist insofern von großer Bedeutung, da der Boden im Bereich des ehemaligen Chemiekombinats Bitterfeld unter anderem noch sehr stark mit TCE kontaminiert ist. Diese könnten das Grundwasser mit kaum absehbaren Folgen nachhaltig verunreinigen. Eine entsprechende Testreihe wird derzeit an der TU Hamburg-Harburg durchgeführt, um die weiteren Einsatzmöglichkeiten des Filtermaterials für das Reinigen kontaminierter Wässer zu erforschen. Dazu werden angelieferte Wasserproben aus Deponien und Industriebetrieben auf die Konzentration der in ihnen enthaltenen Schadstoffe analysiert. Testreihen mit Insektiziden (Neonikotinoide) und Pflanzenschutzmitteln sind in Vorbereitung.

Quelle: Polycarbonplus