Photoreaktor soll Arzneimittelrückstände im Abwasser klären

Immer wieder gibt es in den Medien Diskussionen über den Eintrag von Arzneimitteln in die Umwelt. Ein aktuelles Beispiel sind gelöste Antibiotika. Ebenfalls problematisch sind Hormone und Röntgenkontrastmittel, die auf der Toilette einfach ausgeschieden werden, oder Wirkstoffe in Cremes und Gelen, die die Haut nicht komplett aufnimmt und die deshalb irgendwann abgewaschen werden. 

Der Verband der forschenden Pharma-Unternehmen vfa ist der Überzeugung, dass von Arzneistoffen, die in Gewässer gelangt sind, in Deutschland bislang keine Umweltprobleme ausgehen. Trotzdem werde im Zusammenhang mit der Weiterentwicklung der Klärtechnik darüber diskutiert, ob zusätzliche Maßnahmen ergriffen werden sollten, um Arzneistoffe stärker aus Gewässern herauszuhalten. Mit neuester Klärtechnik (Ozonierung, Aktivkohle-Filterung) lässt sich nach Angaben des Pharmaverbandes ein Großteil der gesamten Spurenstoffe aus dem Abwasser entfernen. Einige deutsche Kommunen setzten diese Technik bereits ein. Weitere wollten sie nachrüsten.

Katalysator muss mit UV-Licht aktiviert werden

An der Fachhochschule Münster forscht ein Team zu diesem Zweck derzeit an einem Reaktor, in dem spezielle UV-Lampen mit einer katalytisch aktiven Oberfläche die Schadstoffe abbauen. In einer Pressemitteilung wird erläutert, wie das funktionieren soll: Das Abwasser fließt in den Reaktor, in den eine mit einem Katalysator beschichtete Oberfläche eingebaut ist. „Als Katalysator verwenden wir pulvriges Titandioxid, weil es die Moleküle im Wasser vollständig mineralisiert, also in unschädliche Moleküle aufspaltet“, erklärt Volkmar Jordan, der das Projekt in der Verfahrenstechnik am Fachbereich Chemieingenieurwesen der FH Münster betreut. Allerdings könne der Katalysator die Moleküle erst abbauen, wenn er mittels UV-Strahlung hierzu angeregt werde, fügt Johannes Robert, Doktorand in dem Projekt, an. Dies wollten die Münsteraner Forscher mit LED-Technik bewerkstelligen, denn diese sei besonders effizient, langlebig und günstig.

Konkret beschäftigt sich das Team nach eigenen Angaben derzeit damit, wie das UV-Licht in den Reaktor kommen soll. Hierzu arbeiten die deutschen Wissenschaftler mit Davide Viscarelli von der Universität Bologna zusammen, der zu dem Projekt seine Masterarbeit schreibt. Sie testen verschiedene Lichtleiter, das heißt, durchsichtige Faserleitungen, Stäbe oder Platten aus Quarzglas oder speziellen Kunststoffen und untersuchen, wie gleichmäßig diese das Licht in den Reaktor bringen.

„Letztendlich forschen wir nach einer Antwort auf die Frage, was die beste Kombination aus LED, Lichtleitern, Katalysator-Beschichtung und Geometrie des Reaktors ist“, bringt Jordan das Konzept auf den Punkt. „Dafür konstruieren wir Prototypen am PC und starten mit den ersten Versuchen, um den Schadstoffabbau im Wasser bewerten zu können.“ Im nächsten Schritt soll dann gegebenenfalls geklärt werden, wie viele dieser UV-Lampen man bräuchte, um eine bestimmte Abwassermenge zu reinigen. Das möchten die Forscher dann direkt in Kläranlagen testen und Standzeiten überprüfen.

Bis dahin dauert es aber noch etwas. Die Forschungen, die als ZIM-Projekt des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie öffentlich gefördert werden, laufen noch zwei Jahre. Projektpartner ist Peschl Ultraviolet aus Mainz, ein weltweit operierendes Beratungs- und Handelsunternehmen im Bereich der angewandten Ultraviolett-Technologie