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Im Austausch über die PFAS-Problematik und deren Lösungen. © Cornelsen Umwelttechnologie GmbH
11.08.2023

Aufbereitungstechnologie für PFAS in kontaminiertem Wasser und Abwasser marktreif

Aufgrund ihrer besonderen physikalisch-chemischen Eigenschaften – wasser-, fett- und schmutzabweisend sowie chemisch und thermisch stabil – sind Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) in vielen zukunftsrelevanten Technologien, aber auch Alltagsprodukten essenziell. Die hohe Stabilität der Verbindungen und ihre allgegenwärtige Verbreitung können auch Gefahren für Mensch und Umwelt, insbesondere in wässriger Umgebung und in Böden. PFAS sind teilweise toxisch, z. B. fortpflanzendgefährdend oder krebserregend. Die EU plant ein pauschales Herstellungs- und Einsatzverbot. Im Rahmen eines Informationsaustauschs besuchte NRW-Umweltminister Oliver Krischer die Cornelsen Umwelttechnologie GmbH, um gemeinsam mit Verantwortlichen der IHK, der ZENIT GmbH und der Business Metropole Ruhr GmbH über die künftigen Herausforderungen bei der Beseitigung von PFAS und im Speziellen über die Aufbereitungstechnologie PerfluorAd® zu sprechen. Ebenfalls dabei war das Fraunhofer UMSICHT als (Mit-)Erfinder der Technologie und Forschungspartner von Cornelsen.

Aufgrund ihrer besonderen physikalisch-chemischen Eigenschaften – wasser-, fett- und schmutzabweisend sowie chemisch und thermisch stabil – sind Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) in vielen zukunftsrelevanten Technologien, aber auch Alltagsprodukten essenziell. Die hohe Stabilität der Verbindungen und ihre allgegenwärtige Verbreitung können auch Gefahren für Mensch und Umwelt, insbesondere in wässriger Umgebung und in Böden. PFAS sind teilweise toxisch, z. B. fortpflanzendgefährdend oder krebserregend. Die EU plant ein pauschales Herstellungs- und Einsatzverbot. Im Rahmen eines Informationsaustauschs besuchte NRW-Umweltminister Oliver Krischer die Cornelsen Umwelttechnologie GmbH, um gemeinsam mit Verantwortlichen der IHK, der ZENIT GmbH und der Business Metropole Ruhr GmbH über die künftigen Herausforderungen bei der Beseitigung von PFAS und im Speziellen über die Aufbereitungstechnologie PerfluorAd® zu sprechen. Ebenfalls dabei war das Fraunhofer UMSICHT als (Mit-)Erfinder der Technologie und Forschungspartner von Cornelsen.

Zukunftsrelevante Technologien wie Brennstoffzellen oder Li-Ionen-Batterien, Alltagsprodukte wie Outdoor-Textilien oder Kosmetika, diverse Funktionsbeschichtungen und Feuerlöschmittel enthalten PFAS. Für zahlreiche der genannten Anwendungen gibt es noch keine fluorfreien Alternativen. Der nationale Wasserstoffrat empfiehlt aus diesem Grund eine vertiefende Forschung und Ausnahmeregelungen, bis umweltfreundliche Lösungen verfügbar sind.

Aufbereitungskosten minimieren und Umwelt schonen
Das Fraunhofer UMSICHT und Cornelsen waren mit Beginn ihrer Forschungsaktivitäten zu PFAS im Jahr 2008 die Ersten in Deutschland, die sich mit deren anspruchsvoller Beseitigung aus kontaminiertem Grundwasser, Sickerwasser und Industrieabwasser beschäftigten. Gemeinsam wurde das patentgeschützte PerfluorAd®-Verfahren entwickelt, mit dem sich PFAS effektiv und kostengünstig aus Löschwasser entfernen lassen. Die am Brandort verbleibenden PFAS-haltigen Reste an Schaum bzw. Wasser werden direkt aufgefangen – z. B. in speziellen Löschwasser-Auffangbecken von Industrieanlagen. Die anschließende Aufbereitung und Dekontaminierung kann, je nach Begebenheit, vor Ort oder extern erfolgen.

Mittlerweile hat Cornelsen viele unterschiedliche Wasseraufbereitungsprojekte und Dekontaminierungen von PFAS-belasteten Systemen durchgeführt. Das PerfluorAd®-Verfahren ist auf weitere Anwendungsfälle übertragbar und lässt sich mit verschiedenen PFAS-Aufbereitungstechnologien wie Ionenaustausch, Membranverfahren oder Aktivkohleadsorption kombinieren.

Während Cornelsen die verfahrenstechnische Umsetzung verantwortet, hat das Fraunhofer UMSICHT in den Bereichen Analytik, Chemie und IP zum Gelingen des PerfluorAd®-Verfahrens beigetragen.

AtWaPlas-Projektteam bei der Besichtigung eines Schadensfalls © HYDR.O.
AtWaPlas-Projektteam bei der Besichtigung eines Schadensfalls in einer ehemaligen Transformatorenfabrik in Aachen (v.l.n.r.): Dr. Timm Reisinger (Projektkoordinator und Geschäftsführer HYDR.O.), Dr. Georg Umlauf (stellv. Projektleiter und Wissenschaftler am Fraunhofer IGB), Pia Kronsbein (Projektmitarbeiterin bei HYDR.O.), Andreas Vogel (Projektmitarbeiter bei HYDR.O.).
26.07.2023

Fraunhofer: PFAS-kontaminiertes Wasser wird wieder sauber

Umweltbelastungen durch PFAS gibt es in vielen Böden und Gewässern und damit auch in der Nahrung. Sie zu entfernen ist möglich, aber aufwendig und produziert Sondermüll. Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB ist es gelungen, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem PFAS energieeffizient aus kontaminiertem Wasser entfernt werden könnten. Das Projekt AtWaPlas endete am 30. Juni 2023 nach zwei Jahren Forschungsarbeit mit konkret anwendbaren Ergebnissen.

Umweltbelastungen durch PFAS gibt es in vielen Böden und Gewässern und damit auch in der Nahrung. Sie zu entfernen ist möglich, aber aufwendig und produziert Sondermüll. Forschenden des Fraunhofer-Instituts für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB ist es gelungen, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem PFAS energieeffizient aus kontaminiertem Wasser entfernt werden könnten. Das Projekt AtWaPlas endete am 30. Juni 2023 nach zwei Jahren Forschungsarbeit mit konkret anwendbaren Ergebnissen.

Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen, kurz PFAS (engl.: per- and polyfluoroalkyl substances) kommen in der Natur eigentlich nicht vor. Industriell hergestellt ist diese Gruppe aus mehr als 10 000 Chemikalien in vielen Dingen des Alltags zu finden. Ob in Zahnseide, Backpapier, Outdoorkleidung oder Lösch- und Pflanzenschutzmitteln – überall sorgen PFAS dafür, dass die Produkte wasser-, fett- und schmutzabweisend sind. Sie sind außerordentlich stabil und mittlerweile alleine in Deutschland in Böden, Gewässern und Grundwasser nachzuweisen und damit auch in unserer Nahrung, sie können weder durch Licht, Wasser oder Bakterien abgebaut werden. So reichern sich diese Chemikalien auch im menschlichen Körper an, mit erheblichen gesundheitlichen Auswirkungen, die von der Schädigung von Organen bis hin zu Krebserkrankungen oder Entwicklungsstörungen reichen.

Möglichkeiten, PFAS wieder aus der Umwelt zu entfernen, gäbe es theoretisch schon. Diese sind aber äußerst aufwendig und teuer. Bei einer Filterung durch Aktivkohle beispielsweise werden PFAS zwar gebunden, aber nicht beseitigt, sodass die Überreste im Sondermüll entsorgt bzw. gelagert werden müssen.
Plasma zerstört die Molekülketten der PFAS-Chemikalien

Deshalb haben es sich im Verbundprojekt AtWaPlas (für: Atmosphären-Wasserplasma-Behandlung) Forschende am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik in Stuttgart gemeinsam mit dem Industriepartner HYDR.O. aus Aachen bereits 2021 zur Aufgabe gemacht, ein effizientes, kostengünstiges Verfahren zu entwickeln, um die toxischen Substanzen möglichst vollständig beseitigen zu können. Dabei lag der Part der Forschungsarbeiten beim IGB, die Wasserproben stammten vom Projektpartner, der unter anderem auf Altlastensanierung spezialisiert ist.

Nach zwei Jahren Projektlaufzeit ist es gelungen, ein Verfahren zu erarbeiten, das auf dem Einsatz von Plasma basiert, und mit dem die Molekülketten der PFAS abgebaut werden können – auch bis zur vollständigen Mineralisierung des Umweltgifts.

Plasma ist ein ionisiertes und damit elektrisch äußerst aktives Gas, das die Forschenden durch Anlegen einer Hochspannung in einem zylinderförmigen, kombinierten Glas-Edelstahlzylinder erzeugen. Anschließend wird das kontaminierte Wasser zur Reinigung durch den Reaktor geleitet. In der Plasmaatmosphäre werden die PFAS-Molekülketten aufgebrochen und damit verkürzt. Der Vorgang in dem geschlossenen Kreislauf wird mehrere Male wiederholt, dabei jedes Mal die Molekülketten um ein weiteres Stück verkürzt, so lange, bis sie vollständig abgebaut sind.
Nach wenigen Stunden im Reaktor sind die Gifte abgebaut

Gestartet wurden die Forschungsarbeiten in einem kleinen Laborreaktor mit einem Probenvolumen von einem halben Liter, Erweiterungen folgten. Das Wasser, das für die Tests verwendet wurde, war kein Leitungswasser mit zugesetzten PFAS, sondern „echtes Wasser“ – sogenannte Realproben. Das Wasser stammt aus PFAS-kontaminierten Gebieten, eine Mischung aus verschiedensten Partikeln wie Schwebstoffen und organischen Trübungen. Bereits nach zwei Stunden, in denen die Grundwasserproben durch den Reaktor gepumpt worden waren, konnte ein nennenswerter Abbau der Kohlenstoffkettenlänge beobachtet werden; nach sechs Stunden war die PFAS-Konzentration deutlich verringert, also ein Großteil der Chemikalien aus der Probe entfernt. Dies deckt sich mit Vermutungen, die bereits vor einiger Zeit in der Literatur geäußert wurden.

Mit dem gleichen Aufbau lässt sich die Plasma-Methode auch zur Aufreinigung anderer Wasserverschmutzungen einsetzen, etwa von Medikamentenrückständen, weiteren Industriechemikalien oder Pflanzenschutzmitteln. Untersucht wurde dies in vorangegangenen Projekten WaterPlasma und WasserPlasmax. Auch könnte der Reaktor mit etwas weiterer Entwicklungsarbeit einmal energieeffizient mit Umgebungsluft betrieben werden.

Förderung
Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat das Verbundprojekt »AtWaPlas: Aufbereitung und Rückgewinnung PFAS-belasteter Wässer mittels Atmosphären-Wasserplasma-Behandlung«, Förderkennzeichen 02WQ1601B, im Rahmen der Strategie »Forschung für Nachhaltigkeit« (FONA) im Programm »Wasser: N« gefördert.

Quelle:

Fraunhofer IGB

31.08.2022

Innovationsnetzwerk für innovative Filtrationstechnologien in Planung

Um zukünftig abfallfreie Industrieprozesse realisieren und vollständig geschlossene Stoffkreisläufe schaffen zu können, bedarf es leistungsstarker und anwendungsspezifischer Separationsverfahren. Vor diesem Hintergrund plant die IWS Innovations- und Wissensstrategien GmbH für den Herbst 2022 ein Innovationsnetzwerk zum Thema "Abfallfreie Industrieprozesse durch innovative Filtrationstechnologien" und stellt die Entwicklung innovativer Filtrationstechnologien zur Rückgewinnung von Ressourcen aus Industrieprozessen in den Fokus.

Mit der aktiven Anbahnung von Partnerschaften und Projektideen innerhalb des Netzwerks sowie mithilfe einer umfangreichen Unterstützung bei der Beantragung von Fördermitteln sollen Unternehmen und Forschungsinstitution auf dem Weg zu erfolgreichen Kooperationsprojekten unterstützt werden.

Um zukünftig abfallfreie Industrieprozesse realisieren und vollständig geschlossene Stoffkreisläufe schaffen zu können, bedarf es leistungsstarker und anwendungsspezifischer Separationsverfahren. Vor diesem Hintergrund plant die IWS Innovations- und Wissensstrategien GmbH für den Herbst 2022 ein Innovationsnetzwerk zum Thema "Abfallfreie Industrieprozesse durch innovative Filtrationstechnologien" und stellt die Entwicklung innovativer Filtrationstechnologien zur Rückgewinnung von Ressourcen aus Industrieprozessen in den Fokus.

Mit der aktiven Anbahnung von Partnerschaften und Projektideen innerhalb des Netzwerks sowie mithilfe einer umfangreichen Unterstützung bei der Beantragung von Fördermitteln sollen Unternehmen und Forschungsinstitution auf dem Weg zu erfolgreichen Kooperationsprojekten unterstützt werden.

Um das Potential der Kreislaufwirtschaft zu nutzen, bringt das Innovationsnetzwerk zum Thema "Abfallfreie Industrieprozesse durch innovative Filtrationstechnologien" Kompetenzen aus den Umwelt- und Nanowissenschaften mit mittelständischen Herstellern und Dienstleistern aus den Zielbranchen Chemische Industrie, Abwasseraufbereitung und Umwelttechnik zusammen. Die stark interdisziplinäre Ausrichtung soll es den Akteuren ermöglichen, Synergiepotentiale zu nutzen und gemeinsam innovative Lösungen mit hohen Marktchancen umzusetzen.

Im Rahmen gemeinsamer Forschungs- und Entwicklungsvorhaben zwischen Unternehmen und Forschungseinrichtungen sollen innovative Filtrationstechnologien entwickelt und so mittelständischen Unternehmen den Zugang zu neuen und individuellen Lösungen für eine nachhaltige Verwendung von stofflichen Ressourcen in Industrieprozessen ermöglicht werden.

Das Netzwerk fokussiert sich dabei auf die folgenden Technologiebereiche:

  • Nachhaltige Filtermaterialien und -systeme (z.B. nanopartikuläre Adsorber, bionisch inspirierte Materialien, Biokohlefilter)
  • Leistungsstarke Trennverfahren und -prozesse (z.B. Batterierecycling, optimierte Klärverfahren für spezifische Verunreinigungen)
  • Digitalisierung und Integration von Trennverfahren (z.B. Integration von Sensorik und In-Line-Analytik zur Prozessüberwachung)
Quelle:

IWS Innovations- und Wissensstrategien GmbH

Foto: Pixabay
26.07.2021

Lenzing investiert GBP 20 Mio. in Abwasseraufbereitung am Standort Grimsby

  • Volle Auslastung der Produktionskapazitäten am Standort möglich
  • Neue EU-Umweltauflagen ab 2024 werden zeitgerecht und vollständig erfüllt

Die Lenzing Gruppe, weltweiter Anbieter von holzbasierten Spezialfasern für die Textil- und Vliesstoffindustrie, investiert GBP 20 Mio. (umgerechnet EUR 23,3 Mio.) in die Errichtung einer neuen, hochmodernen Abwasseraufbereitungsanlage am Standort Grimsby, Großbritannien. Das Unternehmen setzt damit eine geplante Maßnahme zur Reduzierung der Abwasseremissionen bis 2022 um.

Lenzing verfügt mit der Implementierung dieses Projekts an allen Produktionsstandorten über biologische Abwasseraufbereitungsanlagen nach dem Qualitätsstandard der besten verfügbaren Technik (BVT, engl. best available techniques = BAT). Das Anlagendesign mit neuer Technologie, die im Rahmen eines Forschungsprojekts entwickelt wurde, erfüllt alle Vorgaben der britischen Regulierung und wird von den lokalen Behörden unterstützt.

  • Volle Auslastung der Produktionskapazitäten am Standort möglich
  • Neue EU-Umweltauflagen ab 2024 werden zeitgerecht und vollständig erfüllt

Die Lenzing Gruppe, weltweiter Anbieter von holzbasierten Spezialfasern für die Textil- und Vliesstoffindustrie, investiert GBP 20 Mio. (umgerechnet EUR 23,3 Mio.) in die Errichtung einer neuen, hochmodernen Abwasseraufbereitungsanlage am Standort Grimsby, Großbritannien. Das Unternehmen setzt damit eine geplante Maßnahme zur Reduzierung der Abwasseremissionen bis 2022 um.

Lenzing verfügt mit der Implementierung dieses Projekts an allen Produktionsstandorten über biologische Abwasseraufbereitungsanlagen nach dem Qualitätsstandard der besten verfügbaren Technik (BVT, engl. best available techniques = BAT). Das Anlagendesign mit neuer Technologie, die im Rahmen eines Forschungsprojekts entwickelt wurde, erfüllt alle Vorgaben der britischen Regulierung und wird von den lokalen Behörden unterstützt.

Die derzeitige Abwassersituation am Standort entspricht der EU-Wasser-Rahmenrichtlinie sowie sämtlichen lokalen Gesetzen und Vorschriften. Die Genehmigung der Investition durch den Aufsichtsrat stellt sicher, dass noch in diesem Jahr mit dem Bau begonnen und die Inbetriebnahme rechtzeitig vor Inkrafttreten der von Großbritannien ratifizierten EU-Richtlinie1 erfolgen kann. Das Investment ist das größte seit der Inbetriebnahme dieses Lyocellstandortes, der insbesondere Premiumprodukte für technische und innovative Marktsegmente erzeugt.

Neben der Modernisierung der Abwasseraufbereitungsanlage am Standort Purwakarta (Indonesien) stellt die Implementierung der neuen Anlage in Grimsby eine weitere wichtige Maßnahme zur Reduzierung der gruppenweiten Abwasseremissionen um 20 Prozent bis 2022 (Ausgangsbasis 2014) dar. Der verantwortungsbewusste Umgang mit Wasser ist einer der Kernbereiche der Lenzing Nachhaltigkeitsstrategie „Naturally positive“. Wesentliche Themen dafür sind die effiziente Wassernutzung bei der Produktion und der Einsatz modernster Wasseraufbereitungstechnologien.

Weitere Informationen:
Lenzing Abwasseraufbereitung Lenzing AG
Quelle:

Lenzing AG

13.07.2018

Lenzing Gruppe fokussiert noch stärker auf Nachhaltigkeit

  • Lenzing investiert bis 2022 mehr als EUR 100 Mio. in nachhaltige Produktionstechnologien
  • Lenzing setzt sich als Vorreiter bei nachhaltigen Faserlösungen für höhere Standards in der Textilbranche und der Vliesstoffbranche ein
  • Lenzing Gruppe nimmt Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen als Richtschnur für die Nachhaltigkeitsagenda
  • Alle Lenzing Standorte streben bis 2022 die Erfüllung des EU Ecolabels an

Die Lenzing Gruppe baut ihr Engagement in puncto Umweltführerschaft weiter aus. Als einer der führenden Hersteller von Cellulosefasern aus Holz hat das Unternehmen eine besondere Verantwortung und setzt sich dafür ein, die Maßstäbe für Nachhaltigkeit in der Textilbranche und der Vliesstoffbranche anzuheben. Um diese Vision zu verwirklichen, setzt die Lenzing Gruppe ihren ehrgeizigen Weg fort und investiert bis 2022 mehr als EUR 100 Mio. in nachhaltige Fertigungstechnologien und Produktionsanlagen.  
 

  • Lenzing investiert bis 2022 mehr als EUR 100 Mio. in nachhaltige Produktionstechnologien
  • Lenzing setzt sich als Vorreiter bei nachhaltigen Faserlösungen für höhere Standards in der Textilbranche und der Vliesstoffbranche ein
  • Lenzing Gruppe nimmt Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen als Richtschnur für die Nachhaltigkeitsagenda
  • Alle Lenzing Standorte streben bis 2022 die Erfüllung des EU Ecolabels an

Die Lenzing Gruppe baut ihr Engagement in puncto Umweltführerschaft weiter aus. Als einer der führenden Hersteller von Cellulosefasern aus Holz hat das Unternehmen eine besondere Verantwortung und setzt sich dafür ein, die Maßstäbe für Nachhaltigkeit in der Textilbranche und der Vliesstoffbranche anzuheben. Um diese Vision zu verwirklichen, setzt die Lenzing Gruppe ihren ehrgeizigen Weg fort und investiert bis 2022 mehr als EUR 100 Mio. in nachhaltige Fertigungstechnologien und Produktionsanlagen.  
 
Lenzings Modell der Kreislaufwirtschaft mit vollständig geschlossenen Produktionsprozessen setzt Maßstäbe in der Branche. Um die Umweltführerschaft weiter auszubauen, wird ein Großteil der Investitionen für den Ausbau dieser Closed-Loop-Prozesse – beispielsweise für die Schwefelsäure-Rückgewinnung – verwendet. Weiters sollen Abwasseraufbereitungsanlagen modernisiert werden. Darüber hinaus investiert Lenzing in die Verbesserung des Energiemix durch den Bau eines Gaskessels in China, was die Treibhausgasemissionen reduziert. Mit dieser Investition stärkt Lenzing seine führende Position im Bereich Nachhaltigkeit am Standort Nanjing.
 
Die Investitionen unterstreichen Lenzings Bekenntnis zu den Nachhaltigkeitszielen der Vereinten Nationen (SDG) als Richtschnur für die Nachhaltigkeitsagenda. Eine der wichtigsten SDGs für das Unternehmen ist die SDG 12: Verantwortungsvolle Konsum- und Produktionsmuster.
 
„Die Textilbranche und die Vliesstoffbranche stehen vor grundlegenden ökologischen Herausforderungen. Lenzing setzt sich mit großem Engagement dafür ein, diese zu adressieren und damit weltweit einen positiven Beitrag für die Umwelt zu leisten. Unser ganzheitlicher, nachhaltiger Ansatz zeigt dies deutlich. Das neue Umwelt-Investitionsprogramm ist ein großer Fortschritt, um unsere ehrgeizigen Ziele zu erreichen“, sagt Stefan Doboczky, Vorstandsvorsitzender der Lenzing Gruppe.
 
„Die Ziele der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung sind ein universeller Aufruf für nachhaltiges Wirtschaften, das den Planeten schützt, sowie Wohlstand und Wohlergehen für alle Menschen sichert“, sagt Robert van de Kerkhof, Vertriebs- und Marketingvorstand der Lenzing Gruppe. „Mit der REFIBRA™ Technologie unterstützt Lenzing Innovationen für eine biobasierte Kreislaufwirtschaft, die insbesondere zum SDG 12 beiträgt“, fügt er hinzu.
 
Mit den 2018 angekündigten Nachhaltigkeitszielen der Gruppe will Lenzing bis 2022 an allen Produktionsstandorten die anspruchsvollen Anforderungen des EU Ecolabels erfüllen. Lenzing ist damit eines der ersten Unternehmen, die sich zu einem globalen, nachhaltigkeitsorientierten Standard verpflichten.  

 

Weitere Informationen:
Lenzing Group
Quelle:

Lenzing AG