Per- und Polyfluoralkylsubstanzen (PFAS) bergen aufgrund ihrer hohen Stabilität und Verbreitung Gefahren für Mensch und Umwelt. Fraunhofer Umsicht und Cornelsen Umwelttechnologie haben mit der Aufbereitungstechnologie „PerfluorAd“ ein marktreifes Verfahren entwickelt, das PFAS kostengünstig und effektiv aus wässrigen Medien entfernt. Das aktuelle NRW-Projekt „Perfluor.Dat“ verfolgt eine umfassende datenbasierte Prozessoptimierung, unter anderem um das Verfahren an die Anforderungen internationaler Märkte anpassen zu können.
In unzähligen Industrie- und Alltagsprodukten sind PFAS enthalten, sei es in der Medizintechnik, in Feuerlöschschäumen und Li-Ionen-Batterien oder in Textilien, Kosmetika und Verpackungen. Über Luft und Abwasser gelangen sie in die Umwelt, wo sie Böden und Gewässer kontaminieren. Von dort gelangen sie in die Nahrungskette und schließlich in den menschlichen Organismus. Die human- und ökotoxikologischen Wirkungen dieser Stoffgruppe, die mehr als 10.000 verschiedene Chemikalien umfasst, sind gut dokumentiert. Für viele Anwendungen fehlen jedoch noch Alternativen.
Fraunhofer Umsicht und Cornelsen als Vorreiter in Deutschland
Bereits seit 2008 arbeiten Fraunhofer Umsicht und Cornelsen gemeinsam an der Entfernung von Per- und Polyfluoralkylsubstanzen aus kontaminierten Wässern und Abwässern. Im Rahmen der Kooperation wurde das patentierte Verfahren „PerfluorAd“ entwickelt, um insbesondere Medien wie Löschwasser, die erhöhte PFAS-Konzentrationen und/oder hohe organische Hintergrundwerte aufweisen, wirtschaftlich zu reinigen. Aber auch viele andere Wasseraufbereitungsprojekte und Dekontaminationen von PFAS-belasteten Systemen wurden bereits durchgeführt. Dabei wird je nach Anwendungsfall der PFAS-spezifische Fällungsprozess des „PerfluorAd“-Verfahrens mit etablierten Aufbereitungstechnologien wie Ionenaustausch, Membranverfahren oder Aktivkohleadsorption kombiniert. Das Ergebnis ist eine Minimierung der Gesamtmenge der zu entsorgenden PFAS-Abfälle.
PFAS-spezifischer Fällungsprozess im Fokus
Mit dem Start des neuen Projekts wird das „PerfluorAd“-Verfahren nun weiterentwickelt. Im Rahmen von „Perfluor.Dat“ werden in den nächsten drei Jahren sowohl der PFAS-spezifische Fällungsprozess als auch der Abtrennungsschritt für den PFAS-haltigen Niederschlag intensiviert. Dabei kommen einerseits funktionelle Co-Additive und andererseits neue analytische Methoden zur Prozessüberwachung und -steuerung zum Einsatz. Darüber hinaus werden die in den letzten Jahren gesammelten Prozessdaten aus unterschiedlichsten Anwendungsfällen mittels Mustererkennung analysiert. Im besten Fall ergibt sich daraus ein Prozessmodell, das durch Untersuchungen in einem mobilen Versuchsreaktor verifiziert werden kann.
Internationalisierung im Visier
Beim Kick-off-Meeting von „Perfluor.Dat“ hat das interdisziplinäre Team drei Fachgruppen zu den Kernthemen chemische Prozessoptimierung, Analytik und Datenerfassung gebildet. Dr. Stefano Bruzzano, Projektkoordinator von Fraunhofer Umsicht, unterstreicht die Bedeutung des Vorhabens: „Wir haben durch das neue F&E-Vorhaben die Weichen stellen können, um unser ,PerfluorAd‘-Verfahren für die Zukunft noch leistungsfähiger und flexibler zu gestalten.“ Die Beteiligten haben dabei längst nicht nur nationale Anwendungsfälle und den hiesigen Markt im Blick. Die Erkenntnisse aus „Perfluor.Dat“ sollen auch die zunehmende Internationalisierung des „PerfluorAd“-Verfahrens unterstützen, die unter zum Teil deutlich veränderten Rahmenbedingungen stattfindet.
