Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Adsorption von Perfluorierten Tensiden (PFT) an textilen Filtermedien

Perfluorierte Tenside (PFT) weisen wasser-, schmutz- und fettabweisende Eigenschaften auf und finden daher zahlreiche Anwendungen in Industrie- und Konsumprodukten; ihr jährlicher Bedarf wird EU-weit auf 500 t geschätzt. Diese ausschließlich anthropogen erzeugte Stoffklasse ist in Spuren mittlerweile ubiquitär verbreitet. PFT sind als persistent, bioakkumulativ und toxisch anzusehen. Neben Hintergrundbelastungen der Gewässer sind akute PFT-Sanierungsfälle durch illegales Verbringen von Klärschlamm, Altlasten sowie den Gebrauch von Feuerlöschschäumen derzeit nicht befriedigend gelöste Probleme. Aufgrund ihres amphoteren Charakters sollten Polyelektrolyte zur Adsorption im Wasser anionisch vorliegenden PFT geeignet sein. Dies bestätigte sich bereits durch orientierende Vorversuche am DTNW. Basierend auf diesen Vorversuchen soll im vorliegenden Forschungsvorhaben polyelektrolytbasierte textile Adsorber zur PFT-Adsorption aus Wasser entwickelt, getestet und für die technische Umsetzung skaliert werden. Zur Sicherstellung der Praxistauglichkeit sollen typische belastete Wässer aus gewerblichen Abwässern, Sanierungsfällen sowie Kläranlagenabläufen mit PFT-Problematik eingesetzt werden. Die wirtschaftliche Bedeutung der Forschungsergebnisse liegt u.a. bei den vielen klein- und mittelständischen Galvanikbetrieben, die PFT als unverzichtbare Hilfsmittel z.B. beim Verchromen von Metallteilen einsetzen. Auch textilveredelnde Betriebe als Hersteller der zu entwickelnden Adsorbertextilien sowie Anlagenbauer können unmittelbar von dem Projekt profitieren. Darüber hinaus ist ein klares übergeordnetes Interesse an den Ergebnissen von politischer Seite zu erkennen, da Kommunen, Länder und der Bund mittelfristig verpflichtet sein werden, effektive und kostengünstige Lösungen für die Sanierung von Störfällen zu finden. Die entwickelte Technik sollte sich nach 12-18 Monaten nach Projekteende für die Wasserreinigung bzw. für Sanierungsfälle verwenden lassen.

Ergebniszusammenfassung:

Die Zahl der Schadensfälle mit Perfluorierten Tensiden (PFT) wächst jedes Jahr. Von den bereits bekannten gut 100 PFT-Schadensfällen in NRW sind 12 % saniert, 13 % befinden sich erst in der Sanierung. Aktuelle Schätzungen gehen von min. 20.000 weiteren Schadensfällen in Deutschland aus. Das Ziel dieses Forschungsvorhabens war es, textile Adsorbermaterialien für die Entfernung von PFT aus kontaminiertem Grund- und Abwasser zu entwickeln. Durch die Etablierung von positiven Ladungen in der Kombination mit hydrophoben funktionellen Gruppen konnte eine Adsorption von lang- und kurzkettige PFT auf den modifizierten Textilien erreicht werden. Zusätzlich wurde eine Regenerierung der Textilien ohne nennenswerte Einbuße der Adsorptionskapazität etabliert.

Die Praxistauglichkeit des Materials ist in einem Feldversuch an einem realen PFT-Grundwasserschadensfall eines Textilveredelungsbetriebes demonstriert worden. Die PFT-Gesamtfracht ist dabei im Grundwasser um > 90 % gesenkt worden, und liegt damit unter den gesetzlichen Grenzwerten für Trinkwasser.

Die Adsorber können aus kommerziell verfügbaren Grundmaterialien durch etablierte Verfahren der Textilausrüstung einfach und im industriellen Maßstab hergestellt werden. Dementsprechend liefern die Ergebnisse des vorliegenden Forschungsvorhabens klein- und mittelständischen Unternehmen der deutschen Textilindustrie die Chance, ein hochgradig innovatives textiles Spezialprodukt für die Reinigung von Grundwasser und Industrieabwässern zu vermarkten.

Des Weiteren ermöglicht das Adsorbertextil dem Anwenderkreis der klein- und mittelständischen Unternehmen aus dem Bereich Umwelttechnik und Anlagenbau, welche Filtermodule bei industriellen Anwendern planen, weitere Lösungsansätze für entsprechende Fragstellen zur Sanierung und Dekontamination von PFT-belasteten Arealen oder der Reinigung von industriellen Abwässern.