In industriellem Abwasser finden sich im Allgemeinen die unterschiedlichsten, oft umweltsch\u00e4dlichen, Stoffe. Das reicht von schwer abbaubaren organischen Verbindungen \u00fcber toxische und sogar radioaktive Stoffe bis hin zu S\u00e4uren und Schwermetallen. Um solche kritischen Metalle, die beispielsweise aus Kohlegruben oder Galvanisierungsanstalten stammen, aus dem Abwasser zur\u00fcckzugewinnen, hat eine Gruppe Wissenschaftler im Projekt BIOMIMIC biotechnologische Verfahren weiterentwickelt, die Metalle und Sulfat aus Grubenw\u00e4ssern beseitigen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n
Daf\u00fcr untersuchten die Forscher drei Abwasserstr\u00f6me in drei L\u00e4ndern. In Deutschland betrachteten sie Grubenw\u00e4sser aus stillgelegten Bergbaustollen in Sachsen. In Irland Sickerwasser aus der Rotschlammlagerung einer Aluminiumoxid-Herstellungsanlage und in Schweden L\u00f6sungen, die bei der Laugung von Aschen aus einer M\u00fcllverbrennung entstehen.<\/p>\n\n\n\n
Auf deutscher Seite wurde das Teilvorhaben “Impact” vom Fraunhofer-Institut f\u00fcr System- und Innovationsforschung ISI<\/a> koordiniert. Hier bewerteten die Forscher den potenziellen Nutzen der im Rahmen von BIOMIMIC entwickelten Verfahren im Hinblick darauf, “welchen Beitrag sie zur Versorgungssicherheit der EU mit kritischen Rohstoffen leisten k\u00f6nnen, wie sie \u00f6konomisch realisierbar sind und welche \u00f6kologischen Vor- und Nachteile sie haben”.<\/p>\n\n\n\n Die G.E.O.S. Ingenieurgesellschaft mbH<\/a>, der zweite deutsche Partner, entwickelte im Teilvorhaben “Verfahrenstechnik” ein Sulfatreduktionsverfahren, das im kleintechnischen Ma\u00dfstab demonstriert wurde. Mit diesem Verfahren k\u00f6nnen metall- und sulfathaltige W\u00e4sser mithilfe eines Bewegtbettbioreaktors zum gro\u00dfen Teil aus den Abw\u00e4ssern entfernt werden. So k\u00f6nnen mehr als 90 Prozent der Metalle als Metallsulfide abgetrennt werden und mehr als 99 Prozent der toxischen Substanzen, sowie mehr als 60 Prozent des Sulfats beseitigt werden. Ein gro\u00dfer Vorteil des Verfahrens in der Praxis ist, dass keine Gaszufuhr n\u00f6tig ist und der regeltechnische Aufwand somit sehr gering ist. Weiterhin sei die nicht verwertbare Reststoffmenge mit einem Zehntel des Ausgangsprodukts deutlich geringer als bei chemischen Behandlungsverfahren, freuen sich die Wissenschaftler.<\/p>\n\n\n\n Auch die anderen acht Projektpartner konnten bereits zeigen, dass Prozesse mit sulfatreduzierenden Bakterien sehr gut dazu geeignet sind, Abw\u00e4sser von Metallen und Sulfat zu reinigen und und so die Wertmetalle zur\u00fcckzugewinnen. Das Sickerwasser aus der Aluminiumoxid-Herstellungsanlage in Irland wird in einer speziellen Anlage f\u00fcr ein Biosorptionsverfahren aufbereitet.<\/p>\n\n\n\n Laut einer Impact-Bewertung des Fraunhofer ISI haben die weiterentwickelten Verfahren die technischen Voraussetzungen, um Metallverunreinigungen aus Abwasserstr\u00f6men zu beseitigen. Zwar sei der potenzielle Beitrag dieser Aufbereitung zur EU-Versorgungssicherheit eher gering, geben die Wissenschaftler zu, allerdings d\u00fcrfe man die Potenziale zur L\u00f6sung lokaler Umweltprobleme nicht untersch\u00e4tzen.<\/p>\n\n\n\n Bislang geschieht die Reinigung von Abw\u00e4ssern in der Regel mit Hilfe chemischer Prozesse, die wiederum selbst negative Auswirkungen haben. Damit die beiden im Rahmen von BIOMIMIC weiterentwickelten Verfahren langfristig eine umweltgerechtere und wirtschaftlich realisierbare Alternative zu den traditionellen chemischen Verfahren darstellen k\u00f6nnen, m\u00fcssen sie laut Aussagen der Forscher aber hinsichtlich ihrer \u00f6kologischen und \u00f6konomischen Leistung noch weiter optimiert werden. Unter anderem k\u00f6nne der Prozess mit sulfatreduzierenden Bakterien verbessert werden, indem man die Energieeffizienz steigert. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnte man auch Abfallstr\u00f6me zur Gewinnung von Energie und Kohlenstoff f\u00fcr den Prozess nutzen. Beim Biosorptionsverfahren habe die Nutzung von Biokohle gegen\u00fcber Hydrokohle \u00f6kologische und \u00f6konomische Vorteile.<\/p>\n\n\n\n “Die Aufbereitung von industriellen Abw\u00e4ssern bietet oft keine \u00f6konomischen Gewinnm\u00f6glichkeiten f\u00fcr Unternehmen, selbst wenn diese Abwasserstr\u00f6me wie in den hier untersuchten F\u00e4llen versorgungskritische Metalle enthalten”, erkl\u00e4rt Projektleiterin Dr. Sabine Langkau, die am Fraunhofer ISI das Gesch\u00e4ftsfeld Nachhaltigkeitsinnovationen und Politik leitet. “Daher bedarf es auch weiterhin gesetzlicher Vorgaben wie beispielsweise der aktuellen EU-Wasserrahmenrichtlinie, um Abwasserbehandlungsverfahren in die Anwendung zu bringen und damit lokale Umweltprobleme zu l\u00f6sen. Dar\u00fcber hinaus kann eine Bewertung der \u00f6kologischen und \u00f6konomischen Auswirkungen der Verfahren unter Ber\u00fccksichtigung der eingesetzten Energie- und Chemikalienmengen helfen, die Verfahren zu optimieren und das am besten geeignete Verfahren auszuw\u00e4hlen.”<\/p>\n\n\n\n Am Projekt BIOMIMIC waren zehn europ\u00e4ische Partner beteiligt, die an mehreren Teilprojekten arbeiteten. Sie wurden innerhalb der transnationalen Ausschreibung des ERA-Nets ERA-MIN 2 gef\u00f6rdert. Die beiden deutschen Teilprojekte “Impact” und “Verfahrenstechnik” wurden vom Bundesministerium f\u00fcr Bildung und Forschung gef\u00f6rdert.<\/p>\n\n\n\n Auch interessant:<\/strong> In industriellem Abwasser finden sich im Allgemeinen die unterschiedlichsten, oft umweltsch\u00e4dlichen, Stoffe. Das reicht von schwer abbaubaren organischen Verbindungen \u00fcber toxische und sogar radioaktive Stoffe bis hin zu S\u00e4uren und Schwermetallen. 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