Das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS hat ein Projekt gestartet, das die Reinigung von industriellem Abwasser auf ein neues Niveau heben soll. Außerdem sollen wiederverwertbare Stoffe gewonnen werden.

»Manche Rückstände oder Prozesschemikalien im Industrieabwasser sind wieder als Rohstoff für die Industrie nutzbar. Das trifft beispielsweise auf verschiedene Salze oder Metalle zu. Wir entwickeln Verfahren, mit denen sich diese Rohstoffe aus dem Abwasser zurückgewinnen lassen«, erklärt Burkhardt Faßauer, Leiter der Abteilung Kreislauftechnologien und Wasser beim Frauhofer IKTS.

Experimente im Chemiepark

Das Besondere ist, dass die Fraunhofer-Forscher:innen – dazu gehören neben Expert:innen des Frauenhofer IKTS auch die Fraunhofer-Institute für Solare Energiesysteme ISE, für Mikrostruktur von Werkstoffen und Systemen IMWS und für Molekularbiologie und Angewandte Oekologie IME – ihre Technologieplattform nicht im Labor installiert haben. Sie haben vielmehr eine Reihe von Versuchscontainern auf dem Gelände des Gemeinschaftsklärwerks Bitterfeld-Wolfen aufgestellt.

Dabei handelt es sich um eine der modernsten Anlagen in Mitteldeutschland. Sie reinigt neben kommunalen Abwässern vor allem die industriellen Abwässer der knapp 300 Unternehmen des Chemieparks Bitterfeld-Wolfen, eines der größten in Europa.

Modernstes Equipment

Dabei wird eine nach Angaben des Fraunhofer IKTS europaweit einzigartige Test- und Innovationsplattform eingesetzt, die modular aufgebaut ist, was wesentliche Vorteile hat. Aggregate und Anlagen lassen sich jederzeit austauschen oder an einer anderen Stelle im Prozessablauf platzieren. So können die Experten-Teams nahezu beliebig technische Prozesse im Klärwerk nachbilden, analysieren, umstellen und optimieren.

Das Wissenschaftler-Team rückt den Abwässern mit State-of-the-Art-Equipment zu Leibe. Dabei beschreiten die Expert:innen mehrere Wege. Sie entwickeln bestehende Verfahren weiter, sie kombinieren herkömmliche Methoden zu neuen Prozessen und sie arbeiten an innovativen und im Idealfall disruptiven Technologien. Ein Beispiel sind intelligente, schaltbare Membranen, die bestimmte Mikroschadstoffe »erkennen« und sie dann separieren.

Neuartige Sensorsysteme

Das Fraunhofer IKTS ist eine der ersten Adressen in Europa für Wassertechnologien und bringt daher vielfältige Erfahrungen und Know-how ein. Neben Membranen, biologischen und elektrochemischen Methoden nutzen die Forschenden auch modernste Sensortechnik.

 »Wir testen zum Beispiel die Leistungsfähigkeit neuartiger Sensorsysteme, die auf Grundlage der Oberflächenplasmonenresonanz-Spektroskopie arbeiten. Dabei verändern die nachzuweisenden Schadstoff-Moleküle, die auf einem nanostrukturierten Sensorsubstrat anhaften, die Lichtbrechung. Der Sensor registriert die veränderte Brechzahl des Lichts, misst so die Schadstoffkonzentration im Wasser und könnte damit einen Reinigungsprozess steuern«, erklärt André Wufka, Gruppenleiter Systemtechnik Wasser und Abwasser beim Fraunhofer IKTS.

Prooblemfeld Salzrückstände

Neben der Erprobung neuer Technologien zur Behandlung des industriellen Abwassers nehmen die Fraunhofer-Expert:innen ein weiteres Problem in den Blick: die Salze. Sie sind häufig ein Bestandteil von Produktionsabwässern, selbst das gereinigte Wasser enthält noch Anteile an Salzen. Die Forschenden vom Fraunhofer IKTS arbeiten deshalb gemeinsam mit den Partnerinstituten an Lösungen, sie noch effektiver aus dem Abwasser zu entfernen. (hp)