KMU-innovativ Verbundprojekt AtWaPlas: Aufbereitung und Rückgewinnung
PFAS-belasteter Wässer mittels Atmosphären-Wasserplasma-Behandlung
Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS) gelangen wegen ihres breiten industriellen Einsatzes (u. a. als Lösch- und Netzmittel oder in Verpackungsmaterialien) in die Umwelt und stellen wegen ihrer hohen Persistenz und Toxizität eine besonders problematische Schadstoffgruppe dar. Allein in NRW sind derzeit über 130 Fälle von großflächigen Grundwasser- und Bodenverunreinigungen durch PFAS bekannt.
Aktuell werden Sanierungen und Sicherungen von Flächen, mit Entnahme und Reinigung des Grundwassers, häufig mit Aktivkohle oder ionenselektiven Membranen durchgeführt. Diese Methoden erzielen in vielen Fällen eine Reduktion von PFAS aus der Grundwassermatrix. Allerdings entsteht ein PFAS-Konzentrat, das wiederum thermisch behandelt oder deponiert werden muss, da die PFAS nicht zerstört, sondern ausschließlich aus dem Grundwasser abgetrennt werden. Die Deponierung ist jedoch kaum möglich, weil die Deponien das PFAS-belastete Sickerwasser derzeit nicht aufbereiten können. Zusätzlich stoßen diese Methoden bei kurzkettigen Verbindungen schnell an ihre Grenzen und können somit nur einen Teil der PFAS entfernen.
Mit einer Atmosphären-Plasmabehandlung wollen wir ein innovatives und effektives Verfahren zur Eliminierung von PFAS aus dem Grund-, Sicker- und Waschwasser entwickeln und somit eine Lösung für Sanierungsmaßnahmen zur Verfügung stellen.
Die Schadstoffgruppe der PFAS und dessen Vorläufersubstanzen sollen nicht nur von der Ressource getrennt, sondern als solche eliminiert werden. Aufgrund dieses neuen Anspruchs an das Sanierungsziel kann eine erfolgreiche Umsetzung wesentlich zum Erhalt und zur nachhaltigen Nutzung der wertvollen Ressourcen Grundwasser und Boden sowie der Reduzierung des Flächenverbrauchs beitragen.
Das zweijährige Projekt „AtWaPlas“ (Atmosphären-Wasserplasma-Behandlung zur Aufbereitung und Rückgewinnung PFAS-belasteter Wässer) lief zwischen dem 01.07.2021 bis zum 30.06.2023 in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik (FhIGB). Das Projekt wurde im Rahmen des Programms „KMU-innovativ: Ressourceneffizienz und Klimaschutz“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) im Technologiefeld „Nachhaltiges Wassermanagement“ gefördert.
Das vorläufige Resultat der Projektbearbeitung sind wichtige Erkenntnisse zum Abbauverhalten der PFAS sowie zu dessen Mineralisierung per Atmosphären-Wasserplasma. Die Behandlung der realen Grundwasserproben hat gezeigt, dass mit der Methode sowohl langkettige als auch kurzkettige PFAS eliminiert werden können. Wirtschaftlich einsatzbereit ist das Verfahren hingegen noch nicht, da die Effizienz der Behandlung noch zwischen den verschiedenen getesteten Grundwässern variiert. In jedem Fall stellt die Methode aber bereits eine erfolgsversprechende Möglichkeit dar, auch kurzkettige Verbindungen und potenzielle weitere Schadstoffe im Grundwasser zu reduzieren. Auch eine Kombination mit gängigen Methoden, z.B. zur „Vor-Ort-Behandlung“ von Wässern mit aufkonzentrierten PFAS ist denkbar.
Wir hoffen auf eine erfolgreiche Fortführung des Projekts im Sinne einer Pilotanlage an einem Schadensstandort oder einer Ausweitung des Behandlungsrahmens. Über Projektfortschritte werden wir an dieser Stelle weiter berichten und wollen damit auch eine fachliche Diskussion anregen.
Förderkennzeichen:
02WQ1601A
Projektträger:
Karlsruhe (PTKA), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Bearbeitungszeitraum:
Juli 2021 – Juni 2023
Bearbeiter:
Hartwig Reisinger, Dr. Timm Reisinger, Pia Kronsbein, Andreas Vogel
Links:
Projektblatt_AtWaPlas_KMU-i_2022
https://www.igb.fraunhofer.de/de/referenzprojekte/atwaplas.html
https://www.bmbf.de/
Fraunhofer_Presseinformationen_2023
E-Mail:
atwaplas [at] geoling [dot] de
