Chemikalien für die Ewigkeit – PFAS (2/2)
19. Januar 2024
WASoMI Übungsplattform gestartet
8. März 2024
Mikroplastik in industriellen Abwässern
Steigende gesetzliche Regulationen für Polymere, Kunststoffe und Mikroplastik, hohe Kosten für Wasser, Abfälle, Energie, Chemikalien und die Instandhaltung von Anlagen sowie komplexe Verschmutzungsszenarien - Unternehmen, die in ihren Prozessen viel Wasser, Polymere und weitere Chemikalien einsetzen, stehen vor der Herausforderung ihr Umwelt-, Abfall- und Ressourcenmanagements neu auszurichten.
Mit dem Verfahren Wasser 3.0 PE-X® steht erstmals eine adaptive Komplettlösung für ein nachhaltiges und kosteneffizientes Sustainability Upgrade für die industrielle Wasserbehandlung zur Verfügung. Der Schwerpunkt des Verfahrens, das auf Green Chemistry, low-tech Anlagen und kreislaufwirtschaftliche Prozesse setzt, liegt in der Entfernung von Mikroplastik. Bei geringen Anschaffungs- und Betriebskosten verbessern sich dabei nicht nur die Wasserqualität, sondern auch Ressourcennutzung, Abfallaufkommen und Energieverbrauch.
Mikroplastik nachweisen: Kommunale Kläranlagen vs. Industrielle Abwässer
Abwässer aus der Kunststoffherstellung oder -verarbeitung sind häufig stark mit Mikroplastik und einem hohen Anteil an oxidierbaren organischen Stoffen belastet, was zu einem hohen chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) führt. Wenn sie in die Abwasserströme gelangen, stellt die hohe Mikroplastikbelastung eine Belastung für die kommunalen Kläranlagen dar. Sie sind nicht dafür ausgelegt, Mikroplastik zu entfernen, obwohl vielerorts die 4. Reinigungsstufe für die Mikroschadstoff-Entfernung geplant und umgesetzt wird – Mikroplastik steht bisher nicht auf der Handlungs-Agenda.
Es ist nicht von der Hand zu weisen, dass Kläranlagen wichtige Punktquellen für Mikroplastikeinträge in den Wasserkreislauf darstellen. Selbst wenn sie in der Lage sind, schnell absinkende Mikroplastik-Partikel zu entfernen, landet dieser Teil des Mikroplastiks im Klärschlamm, wodurch das Problem nur verlagert wird, aber zu keinem Zeitpunkt verschwindet.
Von entscheidender Bedeutung ist es zukünftig den Eintrag von Mikroplastik in den Abwasserstrom zu vermeiden, indem die Entfernung von Mikroplastik aus Punktquellen wie Industrieabwässern angestrebt wird. Eine gezielte Entfernung stromaufwärts (upstream = start-of-pipe) ist wirksamer, verursacht geringere Kosten und stellt sicher, dass der Verursacher die Kosten trägt und nicht die Öffentlichkeit.
Mikroplastik in und Entfernung aus Abwässern: Neue Machbarkeitsstudie veröffentlicht
Schon 2021 konnten wir auf der kommunalen Kläranlage in Landau einen Langzeitversuch zu Mikroplastik-Entfernung wie auch zur gleichzeitigen Entfernung von Mikroplastik und Mikroschadstoffen durchführen. 2023 hatten wir die Gelegenheit unser Mietmodell im inhouse Pilotbetrieb bei einem Kunststoffverarbeiter für die Entfernung von Mikroplastik und gleichzeitiger Reduktion des CSBs aus Industrieabwässern auf Herz und Nieren zu testen. In insgesamt acht Testphasen über einen Zeitraum von drei Monaten standen Reproduzierbarkeit, Impact-Analyse und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung im Vordergrund unserer Forschungs- und Entwicklungsarbeiten.
Pro Testphase wurden 12 Proben auf sechs Parameter analysiert: CSB, Gesamtschwebstoffe (TSS), Partikelzahl, pH-Wert, Trübung und abfiltrierbare Stoffe (AFS). Die Mikroplastik-Entfernung basiert auf der physikalisch-chemischen Agglomerationsfixierung von Mikroplastik aus dem Wasser. Wir verwenden innovative Hybridkieselgele, die in der Lage sind, in einer nicht-toxischen und Nebenreaktions-freien Reaktion aus vielen kleinen Partikeln wenige große Agglomerate zu bilden. Die CSB-Reduktion erfolgte über einen Festbettreaktor, der mit modifizierten absorbierenden Materialien gefüllt war. Die Ergebnisse haben wir nun veröffentlicht.
Kurz zusammengefasst: Neben Mikroplastik-Entfernung und CSB-Reduktion ermöglicht diese Behandlung auch die Wiederverwendung von Abwasser und Agglomeraten, was zu einer Verringerung des CO2-Fußabdrucks führt und hinsichtlich ökologisch Impact ein messbares und signifikantes Upgrade darstellt.
Anknüpfung an das EU Projekt UPSTREAM
Seit Mitte 2023 sind wir aktiver Forschungs- und Entwicklungspartner des EU geförderten Projekts UPSTREAM.
Wir unterstützen das Projekt-Konsortium bei der Bewältigung der Herausforderungen im Zusammenhang mit der Überwachung, Vermeidung, Beseitigung und Aufwertung von Abfällen (L), Kunststoffen (P) und Mikroplastik (MP).
Wir sind einer von vier Kläranlagen-integrierten Demostandorten, die sich mit der Verschmutzung auf jeder Stufe des Wassersystems befassen und mit sieben Flüssen in fünf Ländern verbunden sind. Das UPSTREAM-Konsortium wird zirkuläre Wertschöpfungsketten einrichten, die das Potenzial haben, den Plastikmüll um 50 % und die Mikroplastik-Verschmutzung um 30 % zu verringern. Die Fortschritte in UPSTREAM beruhen auf den besten Innovationen der Welt, darunter:
- Standardisierte, schnelle Überwachungstechniken, die Mikroplastik bis zu einer Größe von > 25 μm nachweisen können.
- Biobasierte, biologisch abbaubare Kunststoffe, die die Bildung von MP in Verbraucherprodukten und Kläranlagen selbst verhindern.
- Innovative schwimmende Plattformen, die in der Lage sind, mehr als 83 % von L, P und MP direkt aus Flüssen sowohl an der Oberfläche als auch im Flussbett zu beseitigen.
UPSTREAM repräsentiert ein paneuropäisches Konsortium mit fünf Demonstrationsanlagen in ganz Europa, darunter vier Kläranlagen (UK, ES, DE, IT) sowie ein Testgebiet an der Donau in Serbien. Das Kick-off war bereits im letzten Jahr. Schon bald kommen wir in Barcelona zusammen und werden die nächsten Meilensteine angehen.
Foto vom ersten UPSTREAM Projektmeeting in UK (©Upstream Consortium)
Weiterführende Informationen zum EU-Projekt UPSTREAM
