Kreislaufverfahren zur Regeneration von Harzen

Arzneimittelrückstände, Pestizide und Industriechemikalien gelangen über das Abwasser in Flüsse, Seen und das Grundwasser. Herkömmliche Kläranlagen entfernen viele dieser Mikroschadstoffe nur unzureichend. Besonders langlebig sind per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS), die sich in der Umwelt und in Organismen anreichern. Konventionelle Verfahren für die vierte Reinigungsstufe, etwa Aktivkohle und Ozonung, sind zwar technisch etabliert, jedoch energie- und ressourcenintensiv. Forschende des Fraunhofer-Instituts für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) möchten mit einem Partner eine Alternative entwickeln. Das Verfahren umfasst drei Schritte: Adsorption, Regeneration und Konzentration (ARKON). Die im Labor erprobten Verfahrensschritte sollen in einer ARA in Wolfsburg in grösserem Massstab auf ihre Praxistauglichkeit getestet werden.

Verfahren zur Regeneration der verwendeten Harze

Das biologisch gereinigte Abwasser strömt durch ein Harzbett. An dessen Oberfläche lagern sich Mikroschadstoffe und ein Teil der PFAS an. Anschliessend werden laut UMSICHT die gebundenen Stoffe anschliessend mit zwei unterschiedlichen Regenerationsmedien wieder vom Harz gelöst. Durch Filtration sollen sich die Regenerationsmedien daraufhin weiter aufkonzentrieren lassen. Auf diese Weise entstehe aus dem ursprünglichen Abwasserstrom ein kleinvolumiges Spurenstoffkonzentrat, das sich mit geringem Aufwand entsorgen lässt. Die Regenerationsmedien verbleiben weitgehend im Prozess. Zudem werde Wärme zurückgewonnen.

«Im Unterschied zu konventionellen Adsorptionsverfahren muss das Material nicht laufend ausgetauscht und kostenintensiv extern regeneriert werden. Bei ARKON führen wir es im Kreislauf. So verbinden wir eine leistungsfähige Adsorption mit einer ressourcenschonenden Regeneration», wird Lukas Rüller aus der Abteilung Circular Water and Biomass Utilization am Fraunhofer UMSICHT in einer Mitteilung zitiert.