Selektivharz entfernt PFAS aus Industrieabwasser sehr effizient

Mit Lewatit MDS TP 108 bietet LANXESS ein Selek­tivharz, das auch kurz- und ultra­kurzket­tige Per- und poly­flu­o­roalkyl sub­stances aus Abwass­er ent­fer­nt – eine Auf­gabe, an der herkömm­liche Ione­naus­tausch­er-Harze und Aktivkohle­filter häu­fig scheit­ern. Dass das Harz diese Leis­tung auch im indus­triellen Maßstab erbringt, hat ein Feld­ver­such beim Flu­o­r­chemie-Unternehmen Chemours Nether­lands in Dor­drecht gezeigt: Mehr als 99,9 Prozent aller flu­orhalti­gen organ­is­chen Verbindun­gen wur­den im Pro­duk­tion­sprozess aus dem Abwass­er entfernt.

Per- und poly­flu­o­roalkyl sub­stances zählen zu den soge­nan­nten „Ewigkeits­chemikalien“ (for­ev­er chem­i­cals), da sie nur sehr langsam abge­baut wer­den, sich daher in der Umwelt und in Lebe­we­sen anre­ich­ern und dort Schaden anricht­en kön­nen. Beson­ders kurz- und ultra­kurzket­tige Per- und poly­flu­o­roalkyl sub­stances mit zwei bis sieben Kohlen­stoffatomen bleiben für Klär- und Wasser­w­erke eine tech­nis­che Her­aus­forderung: Sie adsor­bieren schlecht an Aktivkohle und binden in vie­len Ione­naus­tausch­er-Harzen nicht sta­bil, ins­beson­dere wenn andere Anio­nen konkurrieren.

Speziell für die Behand­lung solch­er mit kurzket­ti­gen Per- und poly­flu­o­roalkyl sub­stances belasteten Abwäss­er hat LANXESS 2024 das monodis­perse Selek­tivharz Lewatit MDS TP 108 (Mono Dis­pers Small) entwick­elt. Ver­glichen mit herkömm­lichen Ione­naus­tauscher­harzen besitzen seine Harzperlen einen um etwa ein Drit­tel gerin­geren Durchmess­er. Daraus resul­tiert eine höhere Kapaz­ität und damit Standzeit. Auf­grund ein­er rascheren Aus­tauschkinetik bleibt das MDS-Harz auch bei hohen Durch­flussgeschwindigkeit­en leistungsfähig.

Bei Chemours kommt ein dreistu­figes Reini­gungsver­fahren zum Ein­satz: Im ersten Schritt erzeugt eine Umkehros­mose ein Per- und poly­flu­o­roalkyl sub­stances-armes Per­me­at sowie ein klein­vo­lu­miges, Per- und poly­flu­o­roalkyl sub­stances-angere­ichertes Konzen­trat. Im zweit­en Schritt binden Aktivkohle­filter die langket­ti­gen Per- und poly­flu­o­roalkyl sub­stances aus dem Konzen­trat – ein notwendi­ger Vor­bere­itungss­chritt, da diese Verbindun­gen andern­falls das Selek­tivharz bele­gen und es für kurzket­tige Per- und poly­flu­o­roalkyl sub­stances block­ieren wür­den. Im drit­ten Schritt ent­fer­nt eine Kaskade aus drei Lewatit MDS TP 108-Behäl­tern – einem Arbeits­fil­ter und zwei Pol­ish­ing-Fil­tern – die kurzket­ti­gen Per- und poly­flu­o­roalkyl sub­stances mit zwei und drei Kohlenstoffatomen.

„Unsere maßgeschnei­derten Ione­naus­tauscher­harze haben mehr als 99,9 % aller flu­orhalti­gen organ­is­chen Verbindun­gen aus dem Abwass­er gebun­den. Nach ihrem Ein­satz wer­den sie bei hohen Tem­per­a­turen ver­bran­nt, um die Per- und poly­flu­o­roalkyl sub­stances zu zer­stören“, erk­lärt Björn Dinges, Man­ag­er für Anwen­dung­stech­nolo­gie bei LANXESS.

Die kom­plette Wasser­auf­bere­itungsan­lage ein­schließlich spezieller Betrieb­sver­fahren für alle Teilan­la­gen wurde vom Engi­neer­ing-Part­ner Logis­ti­con Water Treat­ment, Groot-Ammers in den Nieder­lan­den, ent­wor­fen und geliefert. Bei Chemours wird sie nun nach mehrmonatigem Test­be­trieb seit Mitte 2025 im Nor­mal­be­trieb einge­set­zt und senkt die Prozesse­mis­sio­nen flu­o­ror­gan­is­ch­er Verbindun­gen am Stan­dort und unter­stützt die Ein­hal­tung reg­u­la­torisch­er Vorgaben.