FluidMem
Entwicklung eines modularen zweistufigen Membranfiltrationsverfahrens in Kombination mit reaktiven Substanzen und Prozessen zur Entfernung von Mikroschadstoffen aus Wasser und Abwasser – FluidMem
Förderzeitraum: 01.09.2022 - 31.05.2023
Fördernummer/Aktenzeichen: 35997/01
Mikroverunreinigungen wie Arzneimittelrückstände, Pflanzenschutzmittel und andere Chemikalien können negative Auswirkungen auf Lebewesen sowie Ökosysteme haben, so dass diese aus Wässern entfernt werden müssen (Zdarta et al., 2019). Durch die konventionellen Behandlungsverfahren (mechanische, biologische und chemische Reinigung) können nicht alle Spurenstoffe entfernt werden, weshalb für diese Substanzen weiterführende Verfahren in Form einer sogenannten vierten Reinigungsstufe notwendig sind. Für die Spurenstoffelimination stehen sowohl in der Abwasser-, als auch in der Trinkwasserbehandlung vier verfahrenstechnische Ansätze zur Verfügung: Ozonierung, Adsorption, Membran-Trennverfahren und biologischer Abbau. Wird eine vierte Reinigungsstufe zur Abwasseraufbereitung installiert, werden aktuell großvolumige Adsorptionsfilter oder Ozonierungsanlagen eingesetzt und betrieben. Kostengünstiger und effektiver wird es aber sein, dezentrale Aufbereitungssysteme zu schaffen, die die vierte Reinigungsstufe einschließen.
Für den biologischen Abbau von Verunreinigungen in Abwässern wird bereits der Einsatz von Enzymen untersucht (Vitola et al., 2021; Abejón et al., 2015). Das Enzymspektrum von Pilzen, die nahezu jede ökologische Nische besetzen, ist für die biochemische Katalyse verschiedenster Verbindungen einzigartig. Mit den Pilzen auf agrarischen Reststoffen können die Enzyme mittlerweile kostengünstig produziert werden. Bei den Membranbioreaktoren werden Membranen im Mikro- und Ultrafiltrationsbereich von ca. 0,1 - 0,01 µm eingesetzt, wodurch Belebtschlamm, aber auch Bakterien und Viren zurückgehalten werden, die verschiedene Spurenstoffe abbauen können (Do Minh u. a. 2020), (Bouju, Buttiglieri, und Malpei 2008).
In diesem Projekt wird versucht ein Membransystem in Kombination mit Enzymen zu kreieren, in dem es möglich ist, eine ständige Erneuerung der Enzyme wie auch die Ableitung der Reaktionsprodukte zu erreichen. Dabei steht der Nachweis der grundsätzlichen Machbarkeit des Entwicklungsansatzes, zur möglichen Gestaltungsvarianten des Reaktionsraumes und zur Auswahl der möglichen Membranmaterialien im Vordergrund.