Antiscalants in der Trinkwasseraufbereitung (SafeRo)

Unbedenkliche und rechtlich gesicherte Applikation von Antiscalants in der Trinkwasseraufbereitung mittels Umkehrosmose und Nanofiltration (W 202324)

Technische Antiscalant Produkte (o. links), Chromatogramme diverser Phosphonate-Standards (IC-LF) (u. links), Titration von antiscalant Produkten (rechts)

Um eine unbedenkliche und rechtlich gesicherte Applikation in der Trinkwasseraufbereitung zu ermöglichen, werden im Rahmen des Projekts Untersuchungen zur Analytik, Wirksamkeit, Bioverfügbarkeit und Membrangängigkeit von kommerziell verfügbaren Antiskalanten durchgeführt.

Antiskalanten sind chemische Substanzen, die zur Vorbeugung von Ablagerungen, insbesondere von Kesselstein, in wasserführenden Systemen eingesetzt werden. Ihre Anwendung in der Aufbereitung von Trinkwässern ist in Deutschland mittels Umkehrosmose (RO), Niederdruckumkehrosmose (LPRO) bzw. Nanofiltration (NF) gängige Praxis. Der Bedarf nach RO- bzw. NF-Technologie und damit auch der Bedarf nach Antiskalanten gestaltet sich in Deutschland und in vielen anderen Ländern der EU steigend. Diese Entwicklung wird zukünftig vor dem Hintergrund des Klimawandels und der damit verbundenen Notwendigkeit, auf eher problematische Rohwässer (z. B. aufgrund von Versalzung, Härte, Spurenstoffen, etc.) zurückgreifen zu müssen, noch verstärkt.

Um Herausforderungen, wie beispielsweise die langwierigen Prozesse notwendiger Zulassungs- bzw. Genehmigungsverfahren für die Anwendung der anspruchsvollen RO/NF-Technologien, anzugehen, führte das BMBF gemeinsam mit dem DVGW das co-finanzierte Verbundprojekt KonTriSol (Förderkennzeichen: W 201807) durch. Ziel des Projekts war es, offene technische Fragestellungen sowie Hemmnisse der RO/NF-Technologie zu bearbeiten und daraus Handlungsempfehlungen für die Praxis abzuleiten. Damit sollte die Realisierung von RO- bzw. NF-basierten Wasserwerken erleichtert und befördert werden.

Nach Abschluss des Forschungsprojekts im Mai 2023 wurde anhand der vorliegenden Ergebnisse jedoch deutlich, dass die ursprüngliche Zielsetzung nur im begrenzten Maße erreicht wurde: Anstatt die Wege für die Beförderung der Technologie zu ebnen, zeigte KonTriSol neue zentrale Hemmnisse auf. Unter anderem wurden Restkonzentrationen von allen nach der § 20-Liste der TrinkwV zugelassenen Antiskalanten in Permeaten bzw. Trinkwässern entsprechender Anlagen gefunden, was als akute Problemlage für den Einsatz von Antiskalanten in der Membranfiltration befunden wurde.

Ziel des SafeRO-Projekts ist es, offene Fragen und betriebliche Unsicherheiten beim Einsatz von Antiskalanten in der Trinkwasseraufbereitung mittels Umkehrosmose (RO) bzw. Nanofiltration (NF) zu untersuchen und aufzulösen. Das übergeordnete Ziel sind Empfehlungen für die notwendige Anpassung des DVGW-Regelwerks zur RO/NF-Membranfiltration. Durch die Beteiligung des UBA wird dieses direkt mit den Regularien der TrinkwV harmonisiert.

Zu diesem Zweck gestaltet sich das Arbeitsprogramm wie folgt:

  • Analyse des Status Quo hinsichtlich Analytik, Wirksamkeit, Bioverfügbarkeit und  Membranfähigkeit von kommerziell verfügbaren Antiskalanten
  • Etablierung analytischer Verfahren zur Charakterisierung von Phosphaten,  Polyacrylsäuren sowie Carboxymethylinulin-basierter Antiskalanten
  • Untersuchung der Wirksamkeit, Membrangängigkeit, Bioverfügbarkeit, Toxizität und Wechselwirkungen von Antiskalanten
  • Identifikation des Regulierungsbedarfs
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