14.05.2018

Elimination von Hormonen aus dem Abwasser

Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) hat ein Verfahren entwickelt, mit dem Hormone schnell und energieeffizient aus dem Abwasser eliminiert werden können. Ein Team am Institut für funktionelle Grenzflächen (IFG) hat Studien zur Beseitigung der Hormone Estrone, Estradiol, Progesteron und Testosteron durchgeführt. Ein neues, in der Membrantechnologie entwickeltes Verfahren verbindet dabei die Vorteile der Adsorption (Bindung) von Mikroschadstoffen durch Aktivkohle mit denen der Ultrafiltration von Schadstoffpartikeln durch eine semipermeable Membran. In einem integrierten System wird das Abwasser zunächst durch eine Polymermembran gedrückt, die Mikroorganismen und größere Verunreinigungen herausfiltert. Dahinter liegt eine Schicht aus spezieller Aktivkohle, die ursprünglich für Luftfilter entwickelt wurde. Ihre Oberfläche hat nicht nur eine besondere Affinität gegenüber Hormonen, das heißt die Kohlenstoff- und Hormonmoleküle gehen leicht Verbindungen ein. Sie bietet auch die Kapazitäten, um große Wassermengen durchfließen zu lassen und viele Moleküle zu binden. Dies alles geschieht mit sehr viel weniger Energie als bei Alternativverfahren wie der Umkehrosmose. Die spezielle Konfiguration aus aktiviertem Kohlenstoff und einer Polymermembran ist wasserabweisend, erlaubt dank der großen spezifischen Oberfläche der eingesetzten Kohlenstoffpartikel einen hohen Wasserdurchfluss und arbeitet laut dem KIT schnell und energiesparsam. Die Adsorptionsschicht ist mit rund zwei Millimetern extrem dünn, sorgt aber für eine Beseitigung von Hormonmolekülen in einer realistischen Größenordnung. In Laborversuchen hat sich gezeigt, dass mit diesem Verfahren bei einem Inhalt von neun Litern Wasser und einer sehr kleinen Membranfläche von 38 Quadratzentimetern 60 Prozent der hormonellen Schadstoffe eliminiert werden können. Abhängig von der Dicke der Adsorptionsschicht kann dieser Wert auf bis zu 90 Prozent steigen. Ein erstes Industrieprojekt ist nun in Planung. http://mt.ifg.kit.edu