Die Belastungen der Gewässer steigen − neue Lösungen sind gefragt

50 Millionen organisch chemische Verbindungen sind weltweit im Umlauf, 5000 werden als potentiell umwelt­relevant eingestuft. In Deutschland, mit vielen industriellen Ballungs­räumen, sind die Ab- und Gewässer oft hoch belastet. Zwar sind fast alle Haus­halte und Industrie­betriebe an Klär­anlagen angeschlossen, diese sind aber oft nicht auf die Belastung mit Arznei­mitteln und organischen Spuren­stoffen ausgerichtet. Das BMBF-Projekt ZeroTrace verfolgte das Ziel, neue Verfahren zur Elimination von Mikro­schadstoffen für kommunale und indu­strielle Kläranlagen­standorte zu entwickeln.

Mikroschadstoffe als Herausforderung auf Kläranlagen

Der Gesetzgeber ist alarmiert. Neue Vorschriften sind zu erwarten, um Mikroschadstoffe aus dem Kläranlagenablauf zu entfernen. Die Fachwelt ist sich einig, dass Aktivkohle in der Elimination von anthropogenen Spurenstoffen nicht ersetzbar ist. Allerdings ist Aktivkohle unter den Aspekten der Ressourcenknappheit und -effizienz kritisch zu betrachten, denn der überwiegende Anteil wird aus Steinkohle gewonnen. Zur Herstellung von einem Kilo Aktivkohle werden bei Einsatz von fossilen Energieträgern 3-5 kg Steinkohle verbraucht. Aktiv­kohle kann nur unter hohem ener­getischen Auf­wand wieder aufbereitet werden.

Ressourcenschonendes Eliminations­verfahren am Klär­anlagen­standort

ZeroTrace hatte zum Ziel, ein Aktivkohleverfahren mit nachwachsenden Rohstoffen zu entwickeln, das sich am Kläranlagenstandort ressourceneffizient und nachhaltig betreiben lässt. inter 3 kooperierte hierzu mit dem Wupperverband, Fraunhofer UMSICHT, Bundes­anstalt für Materialforschung und -prüfung, Carbotech, EVERS und EnviroChemie. Der Lösungs­weg des Konsortiums umfasste zum einen die Ent­wick­lung von Aktiv­kohle zur Elimination wesentlicher Mikro­schadstoffe, bei der nachwachsende Rohstoffe anstatt Steinkohle eingesetzt werden. Zum anderen wurde ein neues Verfahren zur prozess­inte­grier­ten Regeneration der Aktivkohle am Kläranlagen­standort entwickelt. In Pilotphasen auf der Kläranlage Buchenhofen des Wupper­verbandes und die Entwicklung von Pilot­anlagen wurden die Ergebnisse von ZeroTrace erprobt und der Fachwelt zugänglich gemacht.

Innovationsmanagement und multikriterielle Analyse durch inter 3

inter 3 hat die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Projektverbund mit einem frühzeitig einsetzenden Innovationsmanagement begleitet. Dazu spielte inter 3 den Projektpartnern zentrale Voraussetzungen und Rahmenbedingungen für eine nachhaltige Breitenanwendung des neuen Aktivkohleverfahrens mit integrierter Regenerationsstufe zu. Zudem lieferte inter 3 Entscheidungs-trägern aus Politik und Wasser­wirtschaft eine Bewertungsgrundlage für die Spurenstoff­elimination, die neben der klassischen Wirtschaftlichkeits­betrachtung wesent­liche sozio-ökonomische und ökologische Kosten und Nutzen aufzeigt.

ZeroTrace wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) in der Fördermaßnahme „Materialien für eine nachhaltige Wasserwirtschaft – MachWas“ gefördert.