30.04.2019

Eliminierung von Spurenstoffen durch nachhaltige Adsorbenzien

Neue Adsorptionsmittel für die Eliminierung von Spurenstoffen in kommunalen Abwässern auf Basis nachwachsender Rohstoffe entwickeln Forscher der Fraunhofer-Gesellschaft. Das Projekt BioSorb wird gemeinsam getragen von Fraunhofer UMSICHT und dem Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM). Die neuen Adsorptionsmittel sollen deutlich ressourcenschonender und auch selektiver als herkömmliche Aktivkohle sein. Besonders proteinbasierte Materialien seien vielversprechende Biosorbenzien. Dazu wird beim Fraunhofer UMSICHT zunächst ein Screening verschiedener proteinhaltiger Materialien durchgeführt. Die natürlich nachwachsenden Rohstoffe werden in ersten Adsorptionsversuchen in kleinem Maßstab auf ihre Eignung getestet. Erste Versuche zeigen, dass oftmals eine einfache chemische Behandlung - wie eine Kombination aus Säure- und Wärmebehandlung - die Adsorptionsfähigkeit deutlich verbessern kann. Anschließend werden im Rahmen einer groß angelegten Versuchsreihe vielversprechende Materialien auf ihre Wirksamkeit als Adsorbenz gegenüber Perfluorbutansulfonsäure (PFBS) geprüft. Parallel zur Versuchsreihe erfolgt die Entwicklung eines numerischen Adsorptionsmodells. Das Fraunhofer ITWM nutzt dazu selbst entwickelte Simulationswerkzeuge. Dieses Vorgehen ermöglicht es, in Kombination mit hoher Rechnerkapazität und der Erfahrung mit Simulationsstudien die Adsorbenzien und insbesondere Effekte chemischer Behandlungen mit einer Multiskalensimulation virtuell zu bewerten. Basierend auf den Laborexperimenten und Erkenntnissen aus den Simulationen optimieren die Forscher daraufhin die Biosorbenzien. In einem nächsten Schritt werden sie in Wasser getestet, das aus dem Kläranlagenablauf in Wuppertal-Buchenhofen stammt.