Elektrochemisch-mikrobiologisches Verfahren zur Eliminierung von Arzneimittelrückständen bei der Abwasserbehandlung< zurück

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Arzneimittelrückstände im Wasser stellen eine wachsende Umweltbelastung dar und können zur Minderung der Trinkwasserqualität führen. Der Haupteintrag von Human­arzneimitteln und ihrer Metabolite erfolgt über das Abwasser in die Oberflächengewässer. Hinzu kommen Tierarzneimittel, die über Wirtschaftsdünger in die Umwelt eingetragen werden. In den mechanischen und biologischen Reinigungsstufen von Kläranlagen werden viele Arzneimittel nicht oder nur unzureichend abgebaut. Die ökotoxikologische Wirkung dieser Stoffe ist nur wenig untersucht. Erschwert wird die Einschätzung der Toxizität durch die weitgehend unbekannten Langzeitwirkungen und durch das meist unbekannte Zusammenspiel mehrerer Wirkstoffe, deren kombinierte Wirkung deutlich höher sein kann, als eine rein additive Wirkung der einzelnen Stoffe.

In diesem Forschungsvorhaben soll ein verfahrenstechnisch neuer Ansatz untersucht werden, um Arzneimittelrückstände aus dem Abwasser zu entfernen. Das Verfahren besteht aus zwei Schritten: Im ersten Schritt erfolgt eine Aufkonzentrierung der Arzneimittelrückstände an Aktivkohle. Im zweiten Schritt wird die Aktivkohle mit dem Ziel polarisiert, die Aktivkohle zu regenerieren und dabei die adsorbierten Arzneimittelrückstände soweit möglich elektrochemisch abzubauen. Schwer abbaubare Stoffe können elektrochemisch an Bor-dotierten Diamantelektroden (BDD) weiter abgebaut werden. Ziel der Oxidation ist die Mineralisierung der Arzneimittel oder zumindest die Umwandlung in biologisch leicht abbaubare Stoffe.

Das neue Verfahren weist in wirtschaftlicher Hinsicht Vorteile gegenüber bekannten Verfahren auf. Im Gegensatz zu Dosierungsverfahren, z.B. der Chlorung, müssen keine Chemikalien transportiert und gelagert werden. Die Ozonherstellung mit BDD-Elektroden ist verfahrenstechnisch effektiver, da das Ozon in-situ produziert und nicht separat eingeleitet wird und die an BDD-Elektroden gebildeten OH-Radikale die Abbauleistung noch verbessern. Außerdem muss die Elektrolyse des Wassers aufgrund der Speicherwirkung der Aktivkohle und der Depotwirkung des Ozons nicht permanent betrieben werden, sodass Energiekosten reduziert werden können.

Ziel ist eine wirtschaftliche und verfahrenstechnische Verbesserung der Elimination von Arzneimittelrückständen aus Abwasser.

Projektpartner

Förderung

BMWi - Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie

im Rahmen der IGF - Industrielle Gemeinschaftsforschung

Projektdauer

2010 - 2012