Umweltchemiker:innen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich PFAS-kontaminierte Wässer reinigen lassen. Es beruht auf der Adsorption der PFAS an elektrisch stimulierter Aktivkohle und ist wesentlich energie- und ressourcenschonender als bislang übliche Verfahren. Gemeinsam mit Partnern aus der Industrie wird das Verfahren derzeit in einem Pilotversuch getestet.
Kosmetika, beschichtete Pfannen, Outdoor-Bekleidung – per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (kurz: PFAS) sind in vielen Alltagsprodukten verarbeitet. Da sie äußerst langlebig und schwer abbaubar sind, reichern sie sich stetig in der Umwelt an – in Böden, in Flüssen und im Meer. Für die Reinigung von PFAS-kontaminiertem Wasser wird bisher vor allem die Adsorption an gekörnter Aktivkohle in großen Adsorbern eingesetzt. Einige PFAS werden jedoch nur von frischer Aktivkohle gut entfernt, so dass diese besonders häufig ausgetauscht werden muss. Dabei werden Tonnen von PFAS-beladener Aktivkohle in spezielle Behandlungsanlagen transportiert, wo sie verbrannt oder bei sehr hohen Temperaturen regeneriert wird.
Elektrisch stimulierte Aktivkohle holt das PFAS aus dem Wasser
Ein Team von Umweltchemiker:innen des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ) hat nun ein Verfahren entwickelt, das auf der Adsorption der PFAS an elektrisch stimulierter Aktivkohle basiert und das wesentlich energie- und ressourcenschonender ist. Die Spurenstoffe werden damit nicht nur sehr effizient aus dem Wasser entfernt, sondern die Aktivkohle kann auch direkt am Ort ihrer Verwendung regeneriert und wiederverwendet werden. Dafür werden Vliese aus feinen Aktivkohlefasern eingesetzt, deren Oberfläche für die Anziehung der negativ geladenen PFAS maßgeschneidert ist. Ist das Aufnahmevermögen der Vliese für PFAS erschöpft, dann wird vorzugsweise mit grünem Strom die Aktivkohle kurzzeitig negativ geladen. Die ebenfalls negativ geladenen PFAS-Moleküle werden damit von der Oberfläche abgestoßen und in einem kleinen Volumen an Konzentrat gesammelt. Das regenerierte Aktivkohlevlies kann dann sofort wieder für die Wasserreinigung eingesetzt werden.
Das Forschungskonsortium des Projektes FABEKO, bestehend aus der GEOlogik Wilbers & Oeder GmbH in Münster, der Mull und Partner Ingenieurgesellschafts mbH in Osnabrück, dem Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ) in Leipzig und der Sensatec GmbH in Kiel, hat im Juni 2023 einen Pilotversuch zur On-Site-Behandlung PFAS-kontaminierter Böden gestartet, der an zwei Standorten bis Anfang Oktober laufen soll. Dabei soll sich zeigen, wie praxistauglich das Verfahren unter realen Bedingungen ist. Zukünftig wollen die Forscher die gesammelten PFAS im Konzentrat durch elektrische Potenziale an speziellen Elektroden zerstören. Die Kombination beider Verfahrensschritte eröffnet Wege für eine sichere Wasserreinigung mit verringertem CO2-Fußabdruck durch konsequentes Recycling, Abfallvermeidung und dem Einsatz von grünem Strom.
Förderung
Das Verbundprojekt FABEKO (Grundwasserschutz durch flächenhafte Aufbereitung PFAS-verunreinigter Böden durch On-Site-Bodenelution und Wasseraufbereitung durch elektrostimulierte Aktivkohle) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter der Initiative KMUinnovativ gefördert und fachlich unterstützt durch die PFAS-Geschäftsstelle des Landratsamtes Rastatt. KMU-innovativ ist Teil der BMBF-Strategie „Forschung für Nachhaltigkeit (FONA)“.
Bild oben: Das neue Verfahren ernmöglicht die Reinigung von Wasser von PFAS. Foto: Pixabay/mystraysoul
