Entfernung von Röntgenkontrastmitteln aus Abwässern

Immer mehr Arzneimit­tel gelan­gen über Haushalte, soziale Ein­rich­tun­gen (Kranken­häuser, Rehazen­tren) und durch die Land­wirtschaft in das Abwass­er und anschließend, wegen unzure­ichen­der Ent­fer­nung beziehungsweise Abtren­nung während der Abwasser­auf­bere­itung, in die Umwelt. Flüsse, Seen, das Grund­wass­er sowie nachge­lagert das Trinkwass­er wer­den mit diesen Stof­fen belastet.

Neben den Gewässer­lebe­we­sen ist auch der Men­sch von neg­a­tiv­en Auswirkun­gen betrof­fen. Ins­beson­dere in Regio­nen, welche Trinkwass­er aus Ufer­fil­trat gewin­nen, steigt die Belas­tung durch Arzneimit­tel. Eine tech­nis­che Lösung für diese Prob­lematik ist die Nutzung biol­o­gis­ch­er Aktivkohle­filter in der Abwasser­auf­bere­itung. Am DBI — Gastech­nol­o­gis­ches Insti­tut Freiberg wurde hierzu das Pro­jekt BioX ins Leben gerufen.

Pro­jek­tziel von BioX ist die Entwick­lung eines Ver­fahrens zur Ent­fer­nung von jodierten Rönt­genkon­trast­mit­teln (RKM) aus Abwässern. Kern der Arbeit­en ist dabei die Entwick­lung eines mit biol­o­gis­chem Aktivkohle­filter aus­gerüsteten Reak­tors. Als Ziel­größe wird ein Abbau der jodierten RKM im Abwass­er > 90 % angestrebt.

Arbeitss­chw­er­punk­te des Pro­jek­tes sind die Ermit­tlung geeigneter ver­fahren­stech­nis­ch­er und prozess­bi­ol­o­gis­ch­er Betrieb­s­be­din­gun­gen (siehe Abbil­dung 1) sowie die Entwick­lung eines spez­i­fis­chen, biol­o­gis­chen Aktivkohle­filters als inte­graler Bestandteil eines Reak­tors bzw. ein­er Kläran­lage. Neben den Restkonzen­tra­tio­nen der Rönt­genkon­trast­mit­tel im Ablauf ist die Bes­tim­mung der Abbau­rat­en maßge­blich. Die Elim­i­na­tion der Rönt­genkon­trast­mit­tel erfol­gt dabei durch die adsorp­tive Abtren­nung an der Aktivkohle in Kop­plung mit der örtlichen, biol­o­gis­chen Aktiv­ität. Die Aktivkohle dient somit als Adsor­ber sowie als Besied­lungs­fläche für die Mikroor­gan­is­men. Durch den mikro­bi­ol­o­gis­chen Abbau der adsor­bierten Rönt­genkon­trast­mit­tel erfol­gt eine per­ma­nente Regen­er­a­tion der Aktivkohle. Zur Erzielung hoher Abbau-/ Abtren­nungsleis­tun­gen wird der Reak­tor zweistu­fig — anaer­ob als auch aer­ob — betrieben. Häu­fige Aktivkohlewech­sel wie bei klas­sis­chen Adsorp­tionsver­fahren ent­fall­en somit. Vorteile dieses Reak­tors sind Ein­fach­heit und Leis­tungs­fähigkeit sowie geringe Investi­tions- und Betrieb­skosten. Der neu entwick­elte Reak­tor wird im Rah­men des Pro­jek­tes konzep­tionell an ein Kranken­haus im laufend­en Betrieb stof­flich und ener­getisch inte­gri­ert. Gelingt eine erfol­gre­iche Ver­fahrensen­twick­lung, ist das neu entwick­elte Ver­fahren im Ver­gle­ich zur beste­hen­den Patent­lage bzw. zum Stand der Tech­nik als kostengün­stig sowie rel­a­tiv leicht inte­grier­bar an Kranken­häuser (und somit dem Verur­sacher­prinzip fol­gend) einzustufen. Die bre­ite Anwen­dung des Ver­fahrens hat auf­grund der deutsch­landweit­en Prob­lematik des The­mas „jodierte RKM im Kranken­haus­ab­wass­er“ ein großes Poten­zial. Die poten­zielle bre­ite Anwen­dung des Ver­fahrens kann damit einen wichti­gen Beitrag zur Ver­ringerung der Rönt­genkon­trast­mit­tel-Emis­sio­nen in die Umwelt leisten.

Das Vorhaben BioX (MF 160084) ist am 01.01.2017 ges­tartet und hat eine Laufzeit von 26 Monat­en. Es wird durchge­führt vom DBI — Gastech­nol­o­gis­ches Insti­tut Freiberg.

Die Förderung erfol­gt über den Pro­jek­t­träger Euronorm im Rah­men des Pro­gramms “FuE-Förderung gemein­nütziger extern­er Indus­trieforschung­sein­rich­tun­gen in Ost­deutsch­land“ (Inno­va­tion­skom­pe­tenz Ost) vom Bun­desmin­is­teri­um für Wirtschaft und Energie (BMWi) auf­grund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags.