Tribologischer Ansatz für die Umweltsanierung
Die derzeitigen Methoden der Wasseraufbereitung – wie Chlorierung und UV-Bestrahlung – führen zu unerwünschten Nebenprodukten, können nur lokal wirksam sein und sind von der Wasserzusammensetzung abhängig. Außerdem wird ihre universelle Anwendbarkeit auf verschiedene Mikroorganismen diskutiert. Auch der Abbau der persistenten organischen Schadstoffe wie polychlorierte Biphenyle (PCB) muss auf sein maximales Potenzial ausgerichtet werden. Ziel des EU-finanzierten Projekts triboREMEDY war es, diese beiden getrennten Ziele – die Inaktivierung von Mikroorganismen im Wasser und den Abbau von PCB – durch eine ähnliche Taktik, nämlich die Anwendung von Tribolyse, zu erreichen. Bei dieser Methode liegt der Schwerpunkt auf der Kontrolle der Reibung und des Verschleißes, die bei der Wechselwirkung zwischen zwei Oberflächen entstehen, um optimale Ergebnisse zu erzielen.
Neue tribologische Strategien für die Wasseraufbereitung umsetzen
triboREMEDY hat ein System entwickelt, das mit niedrigem Energieverbrauch, ohne Material- und Chemikalieneinsatz im Betrieb, wartungsfreundlich und auch in abgelegenen Regionen installierbar, sicheres Wasser bereitstellt. Der daraus resultierende Prototyp hat verdeutlicht, dass er extreme tribologische Bedingungen erzeugen kann – wie z. B. eine hohe Scherrate, die zur Hemmung der Vermehrung von Bakterien und Viren führt – während er zusätzlich durch erzeugte Sekundäreffekte wie Wärme unterstützt wird. Obwohl die Inaktivierung nicht für alle Arten von Mikroorganismen gleich war, konnte verdeutlicht werden, dass die Inaktivierungswerte mit denen der anderen konkurrierenden Technologien vergleichbar waren, während sie gleichzeitig die Vorteile eines chemikalien- und materialfreien Verbrauchs während des Betriebs boten. Für eine weitere Effizienzsteigerung und breitere Anwendbarkeit sind allerdings noch härtere Betriebsbedingungen erforderlich.
Ein hartnäckiges Lagerungsproblem
Im Rahmen des Projekts wurde das tribologische Konzept ebenfalls eingesetzt, um die Ausbreitung von Kontaminationen durch unbehandelte PCB-Lagerbestände zu verhindern. Obgleich die Produktion von PCB weltweit weitgehend eingestellt wurde, gibt es immer noch Geräte und Materialien, die PCB enthalten oder damit kontaminiert sind – insbesondere in Entwicklungsländern. Materialien werden bereits als gefährlicher Abfall behandelt, wenn der PCB-Gehalt nur 500 ppm (mg/kg) beträgt. Millionen Tonnen Abfälle warten auf die Entwicklung von Technologien, mit denen besonders hohe PCB-Konzentrationen verarbeitet werden können, um Leckagen bei der Lagerung und Risiken beim Transport zu den Verbrennungsanlagen zu vermeiden, die zur Bildung von noch schädlicheren Chemikalien wie Dioxinen führen könnten. „Wir konnten aufzeigen, dass die angenommenen tribologischen Reaktionen in PCB-ähnlichen Modellverbindungen ausgelöst werden können“, erklärt Projektkoordinator Francesco Pagano. „Eine vollständige Dechlorierung des Zielmoleküls wurde erreicht, wenn es in kohlenwasserstoffähnlich kontaminiertem Öl oder in reiner Form wie konzentrierten PCB-Lagerbeständen verdünnt wurde.“
Umweltgerechte Behandlungen der Zukunft
Die Technologie zur Dehalogenierung von PCBs kann ebenso zur Dekontaminierung anderer halogenierter persistenter organischer Schadstoffe oder allgemein schwer zu sanierender halogenierter Abfälle eingesetzt werden, worauf sich die Projektpartner zukünftig konzentrieren wollen. Der Triboreaktor erbrachte den Konzeptnachweis auf Laborebene, aber für die Umsetzung dieser Technologie auf industrieller Ebene sind weitere Optimierungen und eine Vergrößerung erforderlich. Das Projektkonsortium wird sich diesem Ziel weiter verschreiben.
Schlüsselbegriffe
triboREMEDY, Wasseraufbereitung, sicheres Wasser, menschliche Gesundheit, Umweltgesundheit, gesunde Umwelt, Wassersanierung, Tribolyse
