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4/5 | 2012

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Technik &Management

Technik &Management Wasser/Abwasser PFT-Verbindungen aus Wasser eliminieren Der weltweite Nachweis perfluorierter Tenside (PFT) in Mensch und Umwelt hat Sensibilität für diese nicht natürlich vorkommende Chemikaliengruppe erzeugt. In Deutschland wird nach einem spektakulären Kontaminationsfall im Sauerland seit dem Jahr 2006 an der Entwicklung geeigneter und bezahlbarer Wasserreinigungsverfahren gearbeitet. Dort hat die Cornelsen Umwelttechnologie GmbH Ende 2006 eine mehrstufige Wasserreinigungsanlage installiert, die mangels belastbarer Erkenntnisse allein über die Stoffcharakteristik der gefundenen PFT konzipiert wurde. Bild: Cornelsen Umwelt GmbH PerfluorAd-Containeranlage Hans Joachim Schmitz Aufgrund der Kosten desbislang einzigenetablierten Reinigungsverfahrens über Aktivkohle,das bei bei zunehmend niederkettigen PFT-Verbindungen an seine Grenzen stößt,ist in einem vomBundesministerium fürWirtschaft und Technologie (BMWi) geförderten F&E-Vorhaben ein kostengünstiges Adsorbens für eine einfache Anlagentechnik entwickelt worden. Das Verfahren istfür die Aufbereitung vonGrund- und Trinkwasser, besonders aber auch für die Behandlung PFT-belasteter flüssiger Sonderabfälle aus Industrie und Gewerbe geeignet, bei denen herkömmliche CP-Anlagen (Chemisch-Physikalische Behandlung)überfordertsind. Einmalige Eigenschaften DieSubstanzklasseder perfluorierten Chemikalien (PFC) umfasst eine umfangreiche Gruppe chemisch sehr ähnlicher Verbindungen, die über mehrere Jahrzehnte in großen Mengen hergestellt wurden. Bei den PFT handelt es sich umfluorierte organische Verbindungen, an derenKohlenstoffgerüst die Wasserstoffatome vollständig durch Fluoratome ersetzt sind. Daher gelten sie als eine der stärksten organischen Verbindungenund als nicht abbaubar . PFT werden aufgrund ihrer einmaligen technologischen Eigenschaften (wie chemische Resistenz, Antihaft, Thermostabilität, tensidisches Verhalten) in unterschiedlichen industriellen Prozessen als notwendiges Prozesshilfsmittel eingesetzt. Perfluoroctansäure (PFOA) wird vorallemals Emulgator bei der Herstellung von Fluorpolymeren wie PTFE (Teflon) verwendet. PFOS-Derivate (Perfluoroctansulfonsäuren) hingegen werden vorwiegend in Verbraucherprodukten und dort vor allem zur Oberflächenveredelung eingesetzt – insbesondere als Wasser, Öl und Schmutz abweisende Beschichtungen für Papier, Lebensmittelverpackungen, Küchengeschirr, Textilien und Teppichböden. Weiterhin finden sich Anwendungsgebiete für die PFT auch inder Galvanotechnik sowie in der Brandbekämpfung, wo sie in AFFF-Feuerlöschmitteln enthaltensind und nachderzeitiger Expertenmeinung auch inabsehbarer Zukunft nicht substituierbar sein werden.Esist somitdavon auszugehen, dass PFT auch zukünftig aufgrund unterschiedlichster Eintragswege in die Umwelt gelangen werden. Die Gesetzgebung auf EU-Ebene sowie auch auf nationaler Ebene tragen diesem Umstand Rechnung und so wurden bereits Verordnungen zur Begrenzung beziehungsweise zum Anwendungsverbot vonPFT-haltigenProduktenerlassen. Bisherige Verfahren unspezifisch und teuer Bislang hat von den bekannten Verfahrender Wasserbehandlung außerder Adsorption an Aktivkohle keines als wirklichzielführendbei derEntfernung vonPFT aus Wassererwiesen. DieAktivkohleadsorption ist jedoch höchst unspezifisch für PFT –sie führt zugroßvolumigen Filtersystemen und auch zu hohen Invest-, Betriebs- und Entsorgungskosten. Zunehmend verwendete kürzerkettige Einzelstoffe wie solche aus denGruppender PFPS, PFBS, PFPAund PFBA weisen zwar eine um Größenordnungen niedrigere biologische Halbwertszeit beim Menschen auf, sie sind mithilfevon Aktivkohle aberkaum oder nur mit hohem Kostenaufwand aus wässrigen Medien zu entfernen. Eine Anwendung von Verfahren zur Rückgewinnung dieser Stoffe als Wertstoffe istwegen dermeist geringen Konzentrationen anPFT in industriellen Abwässern, Feuerlöschwässern und bei Grundwasserkontaminationen wirtschaftlichnicht darstellbar. Im Rahmen des vom BMWi gefördertenProjekteshaben CornelsenUmwelttechnologie und das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT neue Adsorptionsmaterialienentwickelt, die eine einfache und kostenoptimierte Abtrennung vonPFT-Verbindungen aus industriellen Abwässern (etwa aus der Galvanoindustrie), belastetenFeuerlöschwässern, Grundwässern oder Abwässern aus kommunalen Kläranlagen sowie auch Deponiesickerwässern erlauben. Dieneuen Sorptionsmaterialienmit der Bezeichnung „PerfluorAd“ sind keine Verbesserung von bereits am Markt etablierten Produkten wie Aktivkohlen oder Ionenaustauschern, sondern werden durch die innovative Veredelung nachwachsender, vorzugsweise heimischer Rohstoffe hergestellt. Damit basieren die neuen Sorbentien auf ei- 52 UmweltMagazin April-Mai 2012

nem vollständig neuen Produktansatz und sind nicht als eventuelle Verbesserung bereits bekannterMaterialienzu verstehen. PerfluorAd zeichnet sich durch eine hohe Affinität gegenüber den PFT-Verbindungen, insbesondere der anAktivkohle nur sehr schlecht zu bindenden kurzkettigen Verbindungen, aus. Mobile Anlagentechnik Bei der Entwicklung des PerfluorAd- Verfahrensgaltenneben derhohen Effizienzfür kurzkettige PFT-Verbindungen und einer hohen Kosteneffizienz die einfache Handhabung, eine unaufwendige und somit kostengünstige Apparatetechnik für den Einsatz des Adsorbens, eine schnelle Mobilisierbarkeit der Anlagentechnik sowie der gesicherte Entsorgungsweg fürdie anfallenden Reststoffe als maßgebliche Kriterien. Der Einsatz derneuen Sorptionsmaterialien erfolgt jedoch inkonventionellen Filterkesseln im Abstrombetrieb, so dass etablierte Apparate- und Anlagentechnik für die Verwendung dieser Grafik: UmweltMagazin F F F F F F F O F F F F F F F F OH Perfluoroctansäure neuen Filtermaterialien kostengünstig eingesetztwerdenkann. Es istdaherfür einen Versuchsbetrieb möglich, kleine Filterkessel aus dem Mietbestand von Cornelsen Umwelttechnologie zu mobilisieren und darin das Adsorbens für die Abreinigung des vor Ort anstehenden PFT-belasteten Wassers zu pilotieren und zugleich die notwendigen Datenfür eine zuverlässige Betriebskostenprognose zu gewinnen. Zudem erlaubt eine unkomplizierte Apparatetechnik denEinsatz vonkleinvolumigen Systemen, die durchaus die Chance bieten, in Containerlösungen eingebaut zu werden.Solche Containersysteme können als ausschließliche oder auch ergänzende Reinigungsstufe in bestehende Systeme integriert beziehungsweise daran angebundenwerden. Solch pragmatische Einsatzbedingungen bieten neue Perspektiven,nicht nur in der Grundwasserreinigung sondern auch für die Behandlung flüssiger Abfälle ausIndustrie und Gewerbe. Ausblick Das F&E-Projekt ist zum Jahresende 2011 abgeschlossen worden. Imersten Halbjahr 2012 stehen umfangreiche Upscaling-Prozesseanwie die Optimierung der Produktion, dazu zahlreiche Pilotanwendungen mit PerfluorAd sowie Verfahrenskombinationen verschiedener Adsorbentien bei Verwendung von realen Standortwässern. Im zweiten Halbjahr 2012 sollte es möglich sein, erste großtechnische Anwendungen mit PerfluorAdzurealisieren. Hans Joachim Schmitz, freier Journalist, Stromberg, hjschmitz43@web.de DIE FLOTTWEG C-SERIE Weil sauberes Wasser unser wertvollstes Gut ist! Maßgeschneiderte Umweltdekanter für effizientes Eindicken und Entwässern von Klärschlamm • hoher Abscheidegrad • geringer spezifischer Energieverbrauch • sehr geringer Polymerbedarf • kontinuierlicher und automatischer Betrieb • hochwirksamerVerschleißschutz BESUCHEN SIE UNS AUF DER IFAT, HALLE A1, STAND 534 Flottweg SE •Industriestraße 6-8 •84137 Vilsbiburg •Tel.: +498741 301-0 •Fax: +498741 301-300 •mail@flottweg.com •www.flottweg.com UmweltMagazin April-Mai 2012 53

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