Kavitationsblasen in der Hykapro-Anlage. Wenn sie platzen, erzeugen sie extreme Bedingungen im Abwasser, die dabei helfen, Mikroschadstoffe zu zerschlagen. Foto (bearbeitet): Jan Schäfer für das HZDR
Forscher gehen mit „Hykapro“-Technik langlebigen Mikroschadstoffen an den Kragen
Dresden, 13. Dezember 2023. Mit platzenden Blasen wollen Dresdner Helmholtz-Forscher industrielle und landwirtschaftliche Abwässer von Mikroschadstoffen reinigen. Im Labor funktioniert diese „hydrodynamische Kavitation“ (Hykapro) bereits recht. Nun möchten sie daraus gemeinsam mit Partnern aus der Wirtschaft ein praxisreifes Verfahren für Kläranlagen machen. Laut Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR) startet das Projekt im Januar 2024 und ist auf anderthalb Jahre ausgelegt.
Blasen erzeugen bei Implosion extreme Hitze und Druck im Schmutzwasser
Konkret zielt die „hydrodynamische Kavitation“ darauf, bromierte Flammschutzmittel, Kraftstoffzusätze, Umwelthormone und Antihaftbeschichtungen wie Perfluor-Tenside in industriellen Abwässern zu neutralisieren. Dafür leiten die Forscher einerseits Oxidationsmittel in die Brühe, erzeugen anderseits mit kollabierenden Dampfblasen extreme Bedingungen im Abwasser. „Bei der Implosion der Blasen entstehen Temperaturen von 4.700 Grad Celsius und Drücke von 9.900 Atmosphären, die ihrerseits hochreaktive Prozesse auslösen, die zu einer verbesserten Zersetzung der Mikroschadstoffe führen“, erläutert Dr. Sebastian Reinecke vom HZDR-Institut für Fluiddynamik. Dabei entstehen reaktionsfreudige „Hydroxylradikale“, die an die Schadstoffe andocken und sie in kleine, inaktive Fragmente verwandeln. Um diese Genese dieser Radikalen zu steuern, leiten die Wissenschaftler außerdem Ozon ins Abwasser.
Die Hykapro-Versuchsanlage. Foto: Tobias Ritz für das HZDR
Im Labor funktioniert Technologie schon
„Unser neues Verfahren hat sich in den bisherigen Versuchen im Labor- und Technikums-Maßstab als äußerst effizient bei der Beseitigung solcher Mikroschadstoff-Moleküle erwiesen“, berichtet Sebastian Reinecke. „Die Technologie gibt uns ein Werkzeug in die Hand, um der Verschmutzung von Wasserressourcen auch mit diesen nur schwer abbaubaren Verbindungen entgegenzutreten und so einen bedeutenden Beitrag zum Umwelt- und Gesundheitsschutz von Ökosystemen und der Bevölkerung zu leisten.“
Zuschuss aus EU-Fonds
Die Forschungen an der Hykapro-Technologie sind im „Clewatec Innovation Lab“ des HZDR konzentriert, dessen Leiter Sebastian Reinecke ist. Für das Projekt schießt Sachsen aus dem „Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung“ (Efre) rund 200.000 Euro zu. Anwendungsmöglichkeiten sehen die Forscher in der kommunalen und industriellen Abwasseraufbereitung, in der Landwirtschaft und der Trinkwasseraufbereitung.
Quelle: HZDR
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