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Nanofiltration zur Grundwasseraufbereitung und Sulfatabscheidung bei der Trinkwasseraufbereitung am Beispiel von kippenbelastetem Grundwasser in einem Braunkohlentagebaurevier

Erhöhte Konzentrationen an Sulfat im Trinkwasser können negative Auswirkungen auf die Gesundheit der Konsumenten haben und führen zu einem erhöhten Risiko für Korrosionen im Leitungsnetz. Aufgrund dessen schreibt die Trinkwasserverordnung einen Grenzwert von 240 mg/l vor. Erhöhte Konzentrationen an Sulfat im Grundwasser, die eine spezielle Aufbereitungstechnik erfordern, kommen vor allem durch den Einfluss von Tagebauaktivitäten zustande. Im ausgehobenen Kippenmaterial kommt es zur Oxidation des Pyrits, was nach der Verfüllung der Gruben zu einem Anstieg der Sulfat-, Calcium- und Schwermetallkonzentration im Grundwasser führt. In betroffenen Grundwasservorkommen in Deutschland wurden Konzentrationen von bis zu 2500 mg/l Sulfat gemessen. Die Nanofiltration ist eine mögliche Aufbereitungstechnologie, die die Grundwassernutzung in derart beeinträchtigten Standorten auch nach der Verfüllung der Gruben erlaubt. Es wird erwartet, dass die Nanofiltration im Vergleich zu den anderen in Frage kommenden Technologien Ionenaustauscher, Destillation, Elektrodialyse und Umkehrosmose vor allem bei höheren Sulfatkonzentration in der Größenordnung >1000 mg/l das wirtschaftlichste Verfahren darstellt. In dem Projekt Nanofiltration zur Sulfatabscheidung bei der Trinkwasseraufbereitung wird die Aufbereitung mittels Nanofiltration experimentell im Labor- und Pilotmaßstab untersucht. Es wird dabei schwerpunktmäßig ein Standort betrachtet, der im Einflussgebiet des Braunkohletagebaureviers Inden I liegt und derzeit Sulfatkonzentrationen von 1000-1500 mg/l in einem Trinkwasserbrunnen aufweist. Neben der Untersuchung der Nanofiltration an sich wird eine Konzentrataufbereitung mittels CaSO4-Kristallisation auf ihre Effektivität geprüft.

FAQ: Ewigkeitschemikalie Trifluoressigsäure (TFA)

<p> <p>Trifluoressigsäure (TFA) zählt zur Gruppe der per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (PFAS). Für die Umwelt ist TFA ein Problem, der Stoff besitzt fortpflanzungsgefährdende (reproduktionstoxische) sowie umweltkritische Stoffeigenschaften. Um Umwelt und Trinkwasserressourcen nachhaltig zu schützen, müssen die Einträge in die Umwelt schnellstmöglich gesenkt werden. Unsere Fragen und Antworten.</p> </p><p>Trifluoressigsäure (TFA) zählt zur Gruppe der per- und polyfluorierten Alkylverbindungen (PFAS). Für die Umwelt ist TFA ein Problem, der Stoff besitzt fortpflanzungsgefährdende (reproduktionstoxische) sowie umweltkritische Stoffeigenschaften. Um Umwelt und Trinkwasserressourcen nachhaltig zu schützen, müssen die Einträge in die Umwelt schnellstmöglich gesenkt werden. Unsere Fragen und Antworten.</p><p> Was ist TFA? <p>TFA ist die Abkürzung für Trifluoressigsäure (CF3-COOH; EC-Nr. 200-929-3; CAS-Nr. 76-05-1). Weil Trifluoressigsäure eine starke Säure ist, liegt TFA in Gewässern als negativ geladenes Trifluoracetat-Ion (CF3-COO⁻) vor. Es wird TFA⁻ abgekürzt. Auch die anorganischen Salze der Trifluoressigsäure, beispielsweise Natrium-, Kalium- oder Ammoniumtrifluoracetat, bilden in Umweltgewässern TFA⁻.</p> </p><p> Ist TFA ein PFAS und wie entsteht TFA? <p>Ja, TFA gehört zur Gruppe der PFAS. TFA ist eine sehr kleine fluorierte organische Säure. Sie wird direkt als Reagenz und Zwischenprodukt in der chemischen Industrie sowie in Synthese- und Analyseverfahren verwendet und kann dabei über industrielle Abwasserströme in die Umwelt gelangen.&nbsp;</p> <p>TFA entsteht in der Umwelt durch Abbauprozesse aus bestimmten fluorierten Stoffen. Diese sogenannten Vorläufersubstanzen gehören zur Stoffgruppe der PFAS (Per- und polyfluorierte Alkylverbindungen). PFAS ist eine Gruppe von über 10.000 künstlich hergestellte fluorierte Industriechemikalien. Sie werden beispielsweise in Kältemitteln, Pflanzenschutzmitteln, Bioziden, Arzneimitteln und weiteren Industrieanwendungen eingesetzt.</p> <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/faq-0#was-sind-pfas">Hier finden Sie mehr Informationen zum Thema PFAS</a>.</p> <p>Voraussetzung für einen möglichen Abbau zu TFA ist, dass das Vorläufermolekül eine oder mehrere Trifluormethylgruppen (CF₃) enthält, die an ein Kohlenstoffatom des Molekülgerüsts gebunden sind (C–CF₃).</p> </p><p> Warum gilt TFA als problematisch für die Umwelt? <p>TFA vereint zwei intrinsische Stoffeigenschaften, die für den Gewässerschutz besonders problematisch sind: Es ist sehr persistent und gleichzeitig sehr mobil.</p> <p>TFA ist in der Umwelt äußerst langlebig und wird unter Umweltbedingungen nicht abgebaut (sehr persistent). Es wird daher als „Ewigkeitschemikalie“ bezeichnet. Jeder weitere Eintrag erhöht die langfristige Belastung von Umwelt und Gewässern.&nbsp;</p> <p>Zugleich ist TFA sehr gut wasserlöslich und bindet nur sehr schwach an Boden- und Sedimentpartikel. Daher ist es sehr mobil und kann sich über den Wasserkreislauf weit verbreiten.</p> <p>TFA wird inzwischen europaweit in Meeren, Oberflächengewässern, Grundwasser, Trinkwasser und Niederschlägen nachgewiesen. Eine Studie im Auftrag des Umweltbundesamtes zeigt zudem erstmals eine Belastung von Böden in Deutschland. Von dort kann TFA mit versickerndem Wasser in das Grundwasser und über <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/abfluss">Abfluss</a> auch in Oberflächengewässer gelangen.</p> <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/chemikalieneintrag-in-gewaesser-vermindern">Mehr Informationen finden Sie in unserer Publikation zum Thema</a>.</p> </p><p> Warum lässt sich TFA nur schwer aus Wasser entfernen? <p>TFA wird aus Wasser auf natürlichem Wege praktisch nicht entfernt: Es wird in der Umwelt weder abgebaut noch bindet es in relevantem Umfang an Sedimente, Böden oder andere Partikel.</p> <p>TFA kann bei der Trinkwasseraufbereitung weder durch Abbau (Ozonung, UV-Strahlung) noch durch Aktivkohlefilter, sondern nur mittels sehr weniger, technisch sehr aufwendiger Verfahren wie der Umkehrosmose in relevantem Umfang aus dem Wasser entfernt werden.</p> <p>Bei der Umkehrosmose wird Wasser unter hohem Druck durch eine sehr dichte Membran gepresst. Das Verfahren benötigt vergleichsweise viel Energie und erzeugt neben gereinigtem Wasser einen konzentrierten Abwasserstrom mit erhöhten TFA-Konzentrationen, der behandelt oder entsorgt werden muss. Deshalb ist Umkehrosmose keine nachhaltige Lösung, um TFA aus Wasser zu entfernen.</p> </p><p> Was bedeuten die CLP-Gefahrenklassen PMT und vPvM? <p>PMT steht für „persistent, mobil und toxisch“, vPvM für „sehr persistent und sehr mobil“. Diese Gefahrenklassen wurden 2023 in der EU eingeführt, um Stoffe zu identifizieren und zu kennzeichnen, die aufgrund ihrer Langlebigkeit und Mobilität langfristig Wasserressourcen gefährden können. <a href="https://echa.europa.eu/de/new-hazard-classes-2023">Mehr Informationen zum Thema hier</a>.</p> <p>Die neuen <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/clp">CLP</a>-Gefahrenklassen PMT und vPvM ergänzen die bisherige Bewertung von Chemikalien: Bislang standen vor allem Stoffe im Fokus, die sich in Menschen, Tieren oder Pflanzen anreichern können. Sehr langlebige Stoffe, die sich mit dem Wasser weit verbreiten und Trinkwasserressourcen belasten können, wurden dadurch nicht erfasst. PMT und vPvM schließen diese Lücke. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/protecting-the-sources-of-our-drinking-water-the">Der Vorschlag für die neuen Gefahrenklassen wurde vom Umweltbundesamt erarbeitet</a>.</p> <p>TFA ist die erste Chemikalie, für die eine harmonisierte Einstufung und Kennzeichnung (CLH) nach diesen neuen CLP-Gefahrenklassen vorgeschlagen und vom Ausschuss für Risikobeurteilung (RAC) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) befürwortet wurde. Grundlage war ein deutsches Bewertungsdossier (CLH-Dossier). Es wurde vom <a href="https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/trifluoressigsaeure-tfa-bewertung-fuer-einstufung">Umweltbundesamt und dem Bundesinstitut für Risikobewertung erstellt und durch die Bundesstelle für Chemikalien (BfC) bei der ECHA eingereicht</a>.</p> </p><p> Ist TFA giftig? <p>TFA weist gesundheitsschädliche Eigenschaften auf. Aufgrund ihrer Säurewirkung kann konzentrierte Trifluoressigsäure schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden verursachen (H314). Außerdem ist TFA als gesundheitsschädlich beim Einatmen eingestuft (H332).&nbsp;</p> <p>Im Juni 2026 kam der Ausschuss für Risikobeurteilung (RAC) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) zu dem Ergebnis, dass TFA als reproduktionstoxisch der Kategorie 1B mit Wirkung auf die Entwicklung des ungeborenen Kindes eingestuft werden sollte (Repr. 1B; H360D). Grundlage sind wissenschaftliche Daten, insbesondere aus Tierversuchen, die auf eine mögliche Schädigung der Entwicklung des ungeborenen Kindes hinweisen.</p> <p>Die wissenschaftliche Grundlage hierfür ist ein deutsches Dossier zur harmonisierten Einstufung und Kennzeichnung (CLH-Dossier). Das <a href="https://www.bfr.bund.de/presseinformation/trifluoressigsaeure-tfa-bewertung-fuer-einstufung-in-neue-gefahrenklassen-vorgelegt/">Bundesinstitut für Risikobewertung bewertete darin die verfügbaren Daten zu den gesundheitlichen Wirkungen von TFA.</a></p> <p>Diese Einstufungen in <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/clp">CLP</a>-Gefahrenklassen beschreiben die grundsätzlichen gefährlichen Stoffeigenschaften von TFA (Gefahrenbewertung). Ob bei einer konkreten Aufnahme oder Konzentration tatsächlich ein Gesundheitsrisiko besteht, hängt von der Höhe und Dauer der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/exposition">Exposition</a> ab und wird in einer gesonderten Risikobewertung beurteilt.&nbsp;</p> </p><p> Sind TFA-Funde im Trinkwasser ein gesundheitliches Risiko für den Menschen? <p>Der gesundheitliche Trinkwasserleitwert für TFA von 60 µg/l aus dem Jahr 2020 bleibt weiterhin gültig. Er drückt die lebenslang toxikologisch unbedenkliche Trinkwasserkonzentration aus. Für die Bewertung von Fremdstoffen im Trinkwasser und die Berechnung eines gesundheitlich begründeten Trinkwasserleitwertes zieht das Umweltbundesamt jeweils die niedrigste Dosis heran, die einen schädlichen Effekt hervorruft, bzw. die höchste Dosis, die keinen schädlichen Effekt zeigt (Risikobewertung).</p> <p>Die jetzt im Juni 2026 vorgelegt Bewertung des Ausschusses für Risikobeurteilung (RAC) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA), dass TFA als reproduktionstoxisch der Kategorie 1B mit Wirkung auf die Entwicklung des ungeborenen Kindes eingestuft werden sollte (Repr. 1B; H360D), wurde vom Umweltbundesamt bereits geprüft. Nach der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/uba">UBA</a>-Bewertung wäre ein Trinkwasserleitwert auf Grundlage der Daten zur Reproduktionstoxizität nicht niedriger.</p> <p>Im Falle von TFA ist der empfindlichste Endpunkt weiterhin ein toxischer Effekt in der Leber. Darauf aufbauend hat das Umweltbundesamt bereits 2020 den toxikologisch begründeten Trinkwasserleitwert von 60 µg/l berechnet. Der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/wasser/trinkwasser/trinkwasserqualitaet/toxikologie-des-trinkwassers/trinkwasserleitwerte">bestehende Trinkwasserleitwert</a> schützt daher auch vor möglichen reproduktionstoxischen Wirkungen, selbst bei einer lebenslangen Aufnahme über das Trinkwasser.</p> </p><p> Können die CLP-Gefahrenklassen des TFA auf Vorläufersubstanzen&nbsp;übertragen werden? <p>Nicht automatisch. Ob und auf welche TFA-Vorläufersubstanzen dieser Ansatz künftig angewendet wird, ist derzeit wissenschaftlich und regulatorisch noch nicht abschließend geklärt. Die neuen Erkenntnisse zu TFA sind für diese Bewertung jedoch von Bedeutung.</p> <p><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pfas">PFAS</a> mit einer C–CF₃-Struktur bauen in der Umwelt zu TFA ab, das als sehr persistentes Dead-End-Abbauprodukt („Ewigkeitschemikalie“) nicht weiter abgebaut wird. Die <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/clp">CLP</a>-Verordnung und die zugehörige Leitlinie sehen vor, dass bei der Gefahreneinstufung eines Stoffes (z.B. der TFA-Vorläufersubstanzen) relevante Abbauprodukte berücksichtigt werden können. Dies gilt insbesondere für die Bewertung der CLP-Gefahrenklassen PMT und vPvM.</p> <p>Allerdings erfolgt die Einstufung nach der CLP-Verordnung grundsätzlich stoffbezogen. Gleichzeitig gewinnen aber Gruppenansätze bei der regulatorischen Bewertung chemischer Stoffe zunehmend an Bedeutung, insbesondere wenn Stoffe gemeinsame Eigenschaften oder gemeinsame relevante Abbauprodukte aufweisen.</p> </p><p> Wie gelangt TFA in die Umwelt? <p>TFA gelangt auf unterschiedlichen Wegen in die Umwelt. Die wichtigsten flächenhaften Einträge entstehen durch den Abbau von TFA-Vorläufersubstanzen.</p> <p>Die Hauptquellen für TFA in der Umwelt sind: (1) fluorierte Kälte- und Treibmittel, die in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a> zu TFA abgebaut werden, das anschließend über Niederschläge in Oberflächengewässer gelangt, (2) bestimmte fluorierte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pflanzenschutzmittel">Pflanzenschutzmittel</a> mit einer C–CF₃-Struktur, die über Versickerung auf landwirtschaftlichen Flächen ins Grundwasser und in Flüsse eingetragen werden, und (3) industrielle Einleitungen und Abwässer aus Produktionsanlagen für Fluorchemikalien, die TFA teilweise direkt in Gewässer einleiten und örtlich besonders hohe Belastungen verursachen können. Weitere Quellen sind Arzneimittel, Biozide oder Haushaltschemikalien, die über kommunale Kläranlagen ins Wasser gelangen können. <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/trifluoracetat-tfa-grundlagen-fuer-eine-effektive">Mehr Informationen finden Sie hier</a>.</p> <p>&nbsp;</p> </p><p> Gibt es gesetzliche Regelungen oder Maßnahmen, um die Freisetzung von TFA zu reduzieren? <p>Regelungen gibt es für die Verringerung der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/emission">Emission</a> von Vorläufersubstanzen des TFA. Dazu gehört insbesondere die EU-Verordnung über fluorierte Treibhausgase (F-Gase-Verordnung). Sie soll den Einsatz fluorierter Gase mit hohem Treibhauspotenzial schrittweise reduzieren. Allerdings sind nicht alle fluorierten Kältemittel erfasst. Einige der als Ersatz eingesetzten fluorierten Kältemittel haben zwar ein deutlich geringeres Treibhauspotenzial, können aber in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a> zu TFA abgebaut werden. Ein Beispiel ist das Kältemittel R-1234yf, das heute in vielen Autoklimaanlagen eingesetzt wird. Für Autoklimaanlagen fehlen entsprechende Regelungen in der Richtlinie 2006/40/EG.</p> <p>Auch Regelungen für <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pflanzenschutzmittel">Pflanzenschutzmittel</a>, Biozide und andere Chemikalien können helfen, die Emissionen der Vorläufersubstanzen zu minimieren. Pflanzenschutzmittel mit einer kohlenstoffgebundenen Trifluormethylgruppe (C–CF₃) sind eine wesentliche Quelle für TFA-Einträge in das Grundwasser in Deutschland. Grundsätzlich können Pflanzenschutzmittel, die TFA in signifikanten Mengen in das Grundwasser eintragen, nicht zugelassen werden. Dies muss nun in den unterschiedlichen Verfahren konsequent umgesetzt werden. Um bereits jetzt das Trinkwasser zu schützen, hat beispielsweise das Bundesland Schleswig-Holstein angekündigt, den Einsatz von Pflanzenschutzmittel mit einer kohlenstoffgebundenen Trifluormethylgruppe (C–CF₃) in Wasserschutzgebieten einzuschränken.</p> <p>Auch große Industrieanlagen können TFA direkt in Gewässer einleiten und dadurch örtlich sehr hohe Belastungen verursachen. Dies zeigte sich beispielsweise am Neckar. Hier besteht ein großes Minderungspotenzial: TFA sollte in wasserrechtlichen Einleiterlaubnissen berücksichtigt und die zulässige Einleitmenge schrittweise reduziert werden.</p> <p>Zudem hat das Umweltbundesamt zusammen mit weiteren nationalen Behörden Deutschlands, der Niederlande, Norwegens, Schwedens und Dänemarks ein Dossier zur Einleitung eines EU-weiten Beschränkungsverfahrens für die gesamte <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pfas">PFAS</a>-Stoffgruppe eingereicht. Ziel des Verfahrens ist, dass PFAS – und somit auch TFA – nur noch in Bereichen zum Einsatz kommen dürfen, in denen es auf absehbare Zeit keine geeigneten Alternativen gibt oder in denen die sozioökonomischen Vorteile die Nachteile für Mensch und Umwelt überwiegen. Die Prüfung und Bewertung durch die wissenschaftlichen Ausschüsse für Risikobewertung (RAC) und sozioökonomische Bewertung (SEAC) der Europäischen Chemikalienagentur (ECHA) soll bis Ende 2026 abgeschlossen werden. Auf Basis der wissenschaftlichen Stellungnahmen legt die Europäische Kommission anschließend einen formalen Beschränkungsvorschlag vor. Dieser wird mit den EU-Mitgliedstaaten diskutiert und abgestimmt. <a href="https://echa.europa.eu/de/hot-topics/perfluoroalkyl-chemicals-pfas">Mehr Informationen dazu finden Sie hier</a>.</p> <p>&nbsp;</p> </p><p> Wird TFA in Oberflächengewässer auf EU-Ebene reguliert? <p>Für Oberflächengewässer führt die EU mit der Überarbeitung der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/wasserrahmenrichtlinie">Wasserrahmenrichtlinie</a> und der Umweltqualitätsnormenrichtlinie erstmals eine verbindliche <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/umweltqualitaetsnorm">Umweltqualitätsnorm</a> für die Summe von 25 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/pfas">PFAS</a> einschließlich TFA ein. Damit werden PFAS in Flüssen, Seen und Küstengewässern EU-weit regulatorisch erfasst und ihre Konzentrationen müssen künftig überwacht und begrenzt werden. <a href="https://environment.ec.europa.eu/news/stricter-rules-protecting-water-eu-enter-force-2026-05-11_en?prefLang=de">Mehr Informationen dazu finden Sie hier</a>.</p> <p>&nbsp;</p> </p><p> In welchen Produkten oder Anwendungen kommen&nbsp;fluorierte Treibhausgase&nbsp;vor, die zu TFA abgebaut werden? <p>Fluorierte Treibhausgase werden vor allem als Kältemittel in Kälteanlagen, Klimaanlagen, Wärmepumpen und Fahrzeugklimaanlagen eingesetzt. Weitere Anwendungen sind Schäume, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/aerosole">Aerosole</a>, Lösungsmittel, Feuerlöschmittel und bestimmte medizinische Anwendungen. Fluorierte Treibhausgase mit einer kohlenstoffgebundenen Trifluormethylgruppe (C–CF₃) werden in der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/atmosphaere">Atmosphäre</a> zu TFA abgebaut. Mehr Informationen dazu auf unserer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/fluorierte-treibhausgase-fckw/emissionen/abbauprodukte-fluorierter-treibhausgase">Themenseite</a> und in unserer <a href="https://www.umweltbundesamt.de/publikationen/persistente-abbauprodukte-halogenierter-kaelte">Publikation</a> zum Thema.</p> </p><p> Welche Alternativen zu fluorierten Treibhausgasen gibt es, um den Eintrag von TFA zu vermeiden? <p>In fast allen Anwendungen können sogenannte natürliche Kältemittel eingesetzt werden. Dazu gehören Kohlendioxid (CO₂), Ammoniak, Kohlenwasserstoffe wie Propan sowie Luft oder Wasser. Diese Stoffe enthalten keine fluorierten Kohlenstoffverbindungen und bilden daher kein TFA. Mehr Informationen auf unserer Themenseite <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/fluorierte-treibhausgase-fckw/natuerliche-kaeltemittel-in-stationaeren-anlagen">Natürliche Kältemittel in stationären Anlagen</a> und auf unserer Themenseite <a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/kaelteportal-fluorierte-treibhausgase-fckw/klimaanlagen-in-auto-bus-bahn">Klimaanlagen in Auto, Bus, Bahn und Transportkälteanlagen</a>.</p> </p><p> Stand: 26. Juni 2026 <p>Der FAQ wird fortlaufend aktualisiert.</p> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Aufbau einer Moduldatenbank fuer Membrantrennverfahren

Membrantrennverfahren gewinnen in einer Vielzahl von Anwendungsgebieten zunehmend an technischer Bedeutung. Vielfach scheitert aber ein Einsatz dieser Verfahren an einem Mangel an Informationen ueber ihre Leistungsfaehigkeit unter ingenieurmaessigen Gesichtspunkten. Mit dem Ziel, einen allgemeinen Ueberblick ueber die weltweit verfuegbaren Module fuer verschiedene Membrantrennverfahren zu geben und deren Leistungsfaehigkeit bei der Filtration verschiedener praxisrelevanter Stoffsysteme zu beschreiben, wurde im Arbeitsbereich Apparatebau an der TU Hamburg-Harburg eine Datenbank mit dem Namen 'Module Data Base' aufgebaut. Der Inhalt dieser Datenbank geht ueber die in den Broschueren der Hersteller genannten Informationen weit hinaus. Den im Membrantrennanlagenbau taetigen Ingenieuren und Fachleuten wird somit ein Werkzeug an die Hand gegeben, um aus dem Gesamtspektrum der weltweit verfuegbaren Module diejenigen auszuwaehlen, die fuer den speziellen Anwendungsfall als geeignet erscheinen. Die Datenbank enthaelt zur Zeit ueber 2800 Datensaetze, die durch regelmaessigen Kontakt zu den Herstellern und durch die Auswertung neuer Literaturquellen staendig aktualisiert werden. Zur Qualitaetssicherung werden neu eingetragene Datensaetze dem jeweiligen Hersteller zur Ueberpruefung vorgelegt.

Erstmalige Demonstration einer Mikro- und Nanofiltrationsanlage zur Aufbereitung und Nutzung von Brauch- und Regenwasser in einer Wäscherei mit wissenschaftlicher Begleitung

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Die ITEX Gaebler-Industrie-Textilflege GmbH & Co. KG ist ein Unternehmen, das sich auf Berufskleidungs- und Textilleasing spezialisiert hat. Vor Projektbeginn fand keine Wasserbehandlung statt. Die Abwasserteilströme wurden gesammelt, zum Hauptkontrollschacht gepumpt und flossen von dort im Überlauf in den Kanal, wobei keine Angaben über die Wassermengen existierten. Ziel des Projektes lag darin, die bestehenden Verbräuche an Wasser, Waschmittel und Energie im Unternehmen mit Hilfe einer optimalen Nutzung der anfallenden Regenwassermengen und der Wiederaufbereitung des Brauchwassers mit Hilfe von Mikro - und Nanofiltration zu minimieren. Der jährliche Verbrauch von ca. 37.000 m3 Frischwasser sollte dabei um ca. 80 % verringert werden. Zusätzlich sollten ca. 15 % der verwendeten Waschmittel eingespart werden. Fazit: Die Vorreinigung von Schmutzwässern vor dem Passieren von Membrantrennanlagen wird von vielen Anlagenherstellern bei Angebotserstellung vernachlässigt; Nachrüstungen wie im vorliegenden Fall sind die mit zusätzlichem Zeit- und Kostenaufwand verbundenen Folgen. Ebenso wird von Anlagenherstellern häufig der Vorversuchsphase zu wenig Bedeutung zugemessen; es sollte bei neuen Anlagenkonzepten darauf geachtet werden, dass ausführliche Versuche an Versuchsanlagen mit Prozesswässern über mehrere Wochen im Betrieb durchgeführt werden. Nur dann kann die Eignung der einzusetzenden Module in Bezug auf die Prozesswasserinhaltsstoffe sicher festgestellt werden. Die Einsparpotentiale im Bereich des Wasserverbrauchs und der Wärmeenergie müssen vor dem Hintergrund der hohen Betriebskosten einer solchen Anlage (Stromverbrauch, Wartung und Reparatur) kritisch betrachtet werden. Für die weitere Optimierung der Anlage wurde in 2004 ein Klärdekanter in den Prozesskreislauf integriert. Zudem wurde die Nanofiltration in eine Umkehrosmose umgewandelt und damit die Reinigungsleistung des Systems stabilisiert.

Prozesswasserrecycling - innovative Prozesswasseraufbereitungsanlage

Das mittelständische Logistikunternehmen Neumann Transporte und Sandgruben GmbH & Co. KG gehört zur Neumann Gruppe GmbH mit Sitz in Burg und ist als Dienstleister in der Entsorgungs- und Recyclingwirtschaft tätig. In Reesen (Sachsen-Anhalt) gibt es eine Schlackenassaufbereitungsanlage, in der die Asche aus Müllverbrennungsanlagen einen Nassaufbereitungsprozess durchläuft. Die Schlackenassaufbereitung ist ein sehr wasserintensiver Prozess, bei dem Abwässer mit hohen Salzfrachten entstehen. Bisher werden die prozessbedingten Abwässer aufwändig aufbereitet, per Straßentransport in eine Industriekläranlage befördert und entsorgt. Für den Aufbereitungsprozess der Schlacke werden Prozessfrischwassermengen benötigt, die aktuell dem Grundwasserreservoir entnommen werden. Um den Transportaufwand für die Abwässer zu vermeiden und die Grundwasserentnahme zu minimieren, plant das Unternehmen mittels innovativer Abwasseraufbereitung (Umkehrosmose) einen nahezu geschlossenen Stoffkreislauf zu schaffen. Gleichzeitig verbessert sich damit auch die Qualität des mineralischen Rückstandes, so dass von einer besseren Verwertbarkeit auszugehen ist. Das in der Umkehrosmose entstehende Konzentrat (Permeat) soll in einer Vakuumverdampfungsanlage am Standort des Müllheizkraftwerks Rothensee behandelt werden. Gleichzeitig können Synergien am Standort der Abfallverbrennungsanlage genutzt werden, wie bspw. die Abwärme aus der Kraft-Wärme-Kopplung, das nahezu ammoniakfreien Destillats der Verdampferanlage für technische Zwecke und das Permeat der Umkehrosmose als Kühlwassernachspeisung für den Kühlturm. Die Innovation des neuen Verfahrens besteht darin, dass mittels Kombination und Weiterentwicklung bereits bestehender Recyclingverfahren erstmalig Prozesswasser aus der Schlackeaufbereitung behandelt und der Stoffkreislauf nahezu geschlossen werden kann. Insgesamt kann der Einsatz von Frischwasser nahezu vollständig ersetzt und weitgehend auf Grundwasserentnahmen verzichtet werden. Zusätzlich können Lärmemissionen, Energieverbrauch und Deponievolumen reduziert werden. Im Übrigen können mit der Umsetzung des Projekts jährlich 1.728 Tonnen CO2-Äquivalente, also etwa 86 Prozent, eingespart werden.

Ressourcenschonender SB-Waschpark

Die Firma FAWA Fahrzeugwaschanlagen GmbH ist seit über 30 Jahren in der Fahrzeugreinigungsbranche tätig. Aktuell betreibt das Unternehmen zwei maschinelle Fahrzeugwaschanlagen im Stadtgebiet der Universitätsstadt Gießen. Beim Betrieb von Autowaschanlagen werden dem Waschwasser verschiedene Stoffe zugefügt, beispielsweise Tenside, Säuren oder Laugen zur Erhöhung der Reinigungsleistung. Außerdem gelangen bedingt durch den Reinigungsprozess selbst organische und anorganische Substanzen in den Wasserkreislauf. In Deutschland wird die Behandlung von Abwässern aus Autowaschanlagen im Rahmen der Abwasserverordnung geregelt. Zudem wird darin zwar auch festgelegt, dass Waschwasser weitestgehend im Kreislauf zu führen ist, allerdings greift diese Regelung nicht für SB-Waschplätze, da es sich hierbei nicht um eine maschinelle, sondern um eine manuelle Fahrzeugreinigung handelt. Standard-SB-Waschplätze haben allgemein folgenden Aufbau: Die Bodenabläufe der SB-Waschplätze enthalten selbst separate Schlamm- und Sandfänge, oder werden über Rohrleitungen in einen zentralen Schlammfang geführt. Danach ist ein Leichtflüssigkeitsabscheider installiert. Das verbrauchte Waschwasser wird dann in die Kanalisation eingeleitet, da die Qualität des Abwassers für eine Kreislaufführung nicht ausreicht. Im Rahmen dieses UIP-Projekts ist ein Kfz-Waschpark mit SB-Waschplätzen geplant, der mit Regenwassernutzung und einer membranbasierten Wasseraufbereitung ausgestattet ist und so fast komplett ohne Frischwasser auskommt. Darüber hinaus wird ein CO 2 -neutraler Betrieb mit Energieversorgung durch PV-Anlage und Energiespeicher sowie eine innovative Wärmerückgewinnung aus dem Betrieb von speziellen SB-Staubsaugern angestrebt. Durch die Realisierung des Vorhabens werden regenerative Energien effizient genutzt, Regenwasser verwendet und der Einsatz von Chemikalien minimiert. Durch Kreisläufe wird Grauwasser wieder zu Nutzwasser. Anfallende Wärme wird in den energetischen Kreislauf eingebunden und minimiert damit den energetischen Aufwand. Die Nutzung von Regenwasser reduziert im Projekt die projizierte notwendige Menge von Frischwasser auf null, wenn Niederschläge, wie in den vergangenen Jahren fallen. Wenn kein Regenwasser zur Verfügung steht, kann die nötige Qualität auch mittels Umkehrosmose erzeugt werden. Das Wasser, welches normalerweise aufgrund seiner hohen Salzfracht ins Stadtnetz eingeleitet werden würde, kann hier einfach zurück in den Entnahmebehälter geleitet werden. Dort vermischt es sich im Betrieb wieder mit dem Osmosewasser und kann so ohne Weiteres erneut aufbereitet werden. Der Bedarf an Osmosewasser beträgt etwa 20 Prozent des Gesamtbedarfs. Die Bereitstellung des Wassers durch die Aufbereitungsanlage folgt einfachen Regeln, welche in der Steuerung über die Zeit in Abhängigkeit vom Nutzungsverhalten, Wetterdaten und damit u.a. dem PV-Strom Aufkommen optimiert werden. Im weiteren Betrieb optimiert sich die Anlage bezüglich genauerer Vorhersagen, was die täglichen Bedarfsmengen betrifft. Gegenüber einer herkömmlichen Anlage werden voraussichtlich mindestens 1.050 Kubikmeter, gegenüber einer effizienten Anlage immer noch ca. 350 Kubikmeter Frischwasser eingespart. Regenwasser hat eine geringere Härte, dadurch und durch eine Erhöhung der Prozesswassertemperatur um ca. 5 Grad Celsius kann eine Reduzierung von bis zu 35 Prozent der schaumbildenden Chemie erreicht werden. Es können ca. 440 Liter Chemikalien eingespart werden. Trotz der 100-prozentigen Einsparung von Frischwasser kann die innovative Anlage mit dem gleichen Energiebedarf wie eine herkömmliche Anlage betrieben werden. Der Gesamtenergiebedarf reduziert sich bei der Projektanlage um ca. 6.800 Kilowattstunden auf 11.503 Kilowattstunden pro Jahr, was einer Reduktion von etwa 40 Prozent gegenüber einer effizienten Anlage entspricht. Besonders an der Anlage ist vor allem die sehr gute Übertragbarkeit der einzelnen Technologien in der Branche. Die Komponenten können fast alle, teilweise in abgewandelter Form, einfach in bereits bestehende SB-Waschanlagen, Portalanlagen und Waschstraßen integriert und nachgerüstet werden. Branche: Grundstücks- und Wohnungswesen und Sonstige Dienstleistungen Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: FAWA Fahrzeugwaschanlagen GmbH Bundesland: Hessen Laufzeit: seit 2023 Status: Laufend

Detektion, Quantifizierung und Entfernung von Per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) in Grundwasser

CLIENT II: Neue Lösungsansätze zur Stärkung der Landwirtschaft unter ariden und semiariden Bedingungen am Beispiel Marokkos, Teilprojekt 1: Wasserentsalzung mittels Kapazitiver Entioniesierung mit PV-Energieversorgung im Pilotmaßstab

Detektion, Quantifizierung und Entfernung von Per- und polyfluorierten Alkylsubstanzen (PFAS) in Grundwasser, Teilprojekt 1 (Deutsch-Israelische Wassertechnologie-Kooperation)

Energierückgewinnung mittels Drucktauscher bei einer Umkehr-Osmose-Einheit zur Meerwasserentsalzung

Durch den Einsatz eines neuartigen Energierückgewinnungssystems, das sich seit Jahren im robusten Alltagsbetrieb des deutschen Bergbaus bewährt hat, in einer Meerwasserentsalzungsanlage mit Umkehrosmoseeinheit kann der spezifische Energiebedarf um rd. 20 Prozent bezogen auf das erzeugte Frischwasser reduziert werden. Die Mehrkosten für dieses Energierückgewinnungssystem werden innerhalb von rund vier Jahren kompensiert.

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