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Abfallprodukt sorgt für sauberes Wasser

erstellt von timo_meyer zuletzt verändert: 17.11.2016 13:37 — abgelaufen

Ein neuer Ansatz zur Aufbereitung von kontaminierten Grund- und Oberflächenwässern verspricht leistungsfähiger und umweltschonender zu sein als bisherige Verfahren. Zum Einsatz kommt dabei ein Mineral, das bei der Aufbereitung von Braunkohlebergbau-Wässern anfällt: Schwertmannit.

Braunkohletagebau Garzweiler bei Jüchen, Rhein-Kreis Neuss. (Bild: Kateer, Wikimedia Commons)Dass ein großflächiger Abbau von mineralischen Rohstoffen wie Braunkohle, Uran oder Kupfer nicht ohne Folgen für die Natur bleiben kann, liegt auf der Hand. Angesichts stetig steigender Umweltauflagen verwundert es da nicht, dass rund um den Globus intensiv daran gearbeitet wird, die mit der Rohstoffgewinnung einhergehenden Belastungen so weit wie möglich zu reduzieren. Ein Baustein bei diesen Bemühungen bildete das Forschungsprojekt SURFTRAP. Im bis Anfang 2012 vom FuE-Programm GEOTECHNOLOGIEN geförderten Projekt wurden Wege gesucht, verunreinigte Gewässer in Abbauregionen möglichst schonend zu säubern.

Abbaugebiete sind häufig mit Rückständen wie Schwermetallen und Arsen belastet. Um solche Schadstoffe aus Grund- und Oberflächenwässern zu eliminieren, werden diese in der Regel mit Eisen(III)chlorid versetzt, welches sich bei Kontakt mit Wasser in Eisenhydroxide umwandelt. Letztere binden dank ihrer großen Oberfläche Schadstoffe in Wässern zuverlässig, verursachen dabei aber auch ihrerseits Problemstoffe wie Salze und Säuren, die im Anschluss ebenfalls aus dem Wasser entfernt werden müssen.

SURFTRAP setzt deshalb mit Schwertmannit auf einen anderen Ausgangsstoff. Das Mineral bindet wie Eisen(III)chlorid verlässlich Schadstoffe in kontaminierten Gewässern, produziert dabei aber weit weniger Säure. Da Schwertmannit in einem neuen, patentierten Verfahren der GEOS Ingenieurgesellschaft mbH zur Aufbereitung von Braunkohlebergbau-Abwässern in großen Mengen als Reststoff anfällt, muss es zudem im Gegensatz zu Eisen(III)chlorid nicht aufwendig produziert werden.

Die Funktionstüchtigkeit dieses Ansatzes konnte im Rahmen des Forschungsprojekts in mehreren Versuchsanlagen erprobt werden. So wurde in einer Wasseraufbereitungsanlage im sächsischen Schlema-Alberoda ein Pilotversuch zur so genannten "aktiven Wasseraufbereitung" durchgeführt. "Hierfür haben wir die konventionelle Dosierung von Eisen(III)chlorid durch eine zweiprozentige Schwertmannit-Suspension ersetzt", erläutert Dr.-Ing. Diana Burghardt von der Technischen Universität Dresden.

Bei ihren Versuchen in der Pilotanlage konnten die Wissenschaftler nachweisen, dass die geforderte Entfernung von Arsen aus Altbergbau-Wässern erreicht werden kann, wenn ihnen statt Eisen(III)chlorid etwa doppelt so viel Schwertmannit hinzugegeben wird. Dieses auf den ersten Blick ungünstige Verhältnis der beiden Adsorptionsmittel relativiert sich, wenn man die niedrigeren Kosten für den Reststoff Schwertmannit und die geringere Menge an Neutralisierungsmittel, die durch seinen Einsatz erforderlich werden, in die Rechnung mit einbezieht.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Auch bei Verfahren zur passiven Wasseraufbereitung, die sich durch Energieneutralität und einen äußerst geringen Personaleinsatz auszeichnen, konnten Fortschritte erzielt werden. "Die Entwicklungsarbeiten gestalteten sich zunächst schwieriger als geplant, da Schwertmannit, anders als Eisenhydroxide, nicht von selbst agglomeriert", erinnert sich Diana Burghardt an die Projektarbeit, "schlussendlich konnten wir aber zwei sehr erfolgsversprechende granulierte Adsorbenzien herstellen, deren Arsen-Adsorption die von parallel untersuchten, kommerziell erhältlichen Eisenhydroxid-Adsorbenzien deutlich übersteigt."

Hoffnungsvolle Ergebnisse, die es nun gilt, in der Wissenschaftscommunity und mit möglichen Verwertern zu erörtern. Mit diesem Ziel präsentierte sich das Forschungsprojekt Ende Januar auf der TerraTec in Leipzig. Die Fachmesse für Umwelttechnologien bot den nötigen Rahmen, um mittels Kurzvortrag, Infopostern und Flyern Wirtschaft und Wissenschaft für SURFTRAP zu interessieren. "Am Ausstellungsstand kamen interessante Gespräche und Kontakte zu potenziellen Anwendern und Produzenten zustande", zieht Burghardt eine positive Bilanz der Veranstaltung.

Die Einsatzmöglichkeiten der im Forschungsprojekt erarbeiteten Methoden sollen in den kommenden Jahren noch erweitert werden. "Mit hoher Wahrscheinlichkeit kann unser Verfahren auch zur Elimination von anderen, dem Arsenat strukturell ähnlichen Störstoffen eingesetzt werden, wie sie in Industrie- oder kommunalen Abwässern auftreten", hofft Diana Burghardt. Dieser Beweis soll im Rahmen eines Anschlussprojekts erbracht werden, das die Forscher beim BMBF-Förderschwerpunkt "KMU-innovativ" eingereicht haben. "Wir gehen davon aus, dass wir am Ende dieser Anschlussförderung Marktreife erreichen, das heißt die Praxistauglichkeit und die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten unseres Verfahren aufzeigen werden können", ist Burghardt überzeugt.

RD, iserundschmidt 02/2013


Über SURFTRAP berichtete planeterde bereits nach dem ersten Jahr seiner Förderung. Den entsprechenden Artikel finden Sie hier. Auf der TerraTec präsentierte sich das Forschungsprojekt in enger Zusammenarbeit mit Geotechmarket, einer von den GEOTECHNOLOGIEN ins Leben gerufenen Verwertungsplattform für innovative Technologien aus dem Bereich der Geowissenschaften.