Immer mehr Arzneimittel gelangen über Haushalte, soziale Einrichtungen (Krankenhäuser, Rehazentren) und durch die Landwirtschaft in das Abwasser und anschließend, wegen unzureichender Entfernung beziehungsweise Abtrennung während der Abwasseraufbereitung, in die Umwelt. Flüsse, Seen, das Grundwasser sowie nachgelagert das Trinkwasser werden mit diesen Stoffen belastet.
Neben den Gewässerlebewesen ist auch der Mensch von negativen Auswirkungen betroffen. Insbesondere in Regionen, welche Trinkwasser aus Uferfiltrat gewinnen, steigt die Belastung durch Arzneimittel. Eine technische Lösung für diese Problematik ist die Nutzung biologischer Aktivkohlefilter in der Abwasseraufbereitung. Am DBI — Gastechnologisches Institut Freiberg wurde hierzu das Projekt BioX ins Leben gerufen.
Projektziel von BioX ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Entfernung von jodierten Röntgenkontrastmitteln (RKM) aus Abwässern. Kern der Arbeiten ist dabei die Entwicklung eines mit biologischem Aktivkohlefilter ausgerüsteten Reaktors. Als Zielgröße wird ein Abbau der jodierten RKM im Abwasser > 90 % angestrebt.
Arbeitsschwerpunkte des Projektes sind die Ermittlung geeigneter verfahrenstechnischer und prozessbiologischer Betriebsbedingungen (siehe Abbildung 1) sowie die Entwicklung eines spezifischen, biologischen Aktivkohlefilters als integraler Bestandteil eines Reaktors bzw. einer Kläranlage. Neben den Restkonzentrationen der Röntgenkontrastmittel im Ablauf ist die Bestimmung der Abbauraten maßgeblich. Die Elimination der Röntgenkontrastmittel erfolgt dabei durch die adsorptive Abtrennung an der Aktivkohle in Kopplung mit der örtlichen, biologischen Aktivität. Die Aktivkohle dient somit als Adsorber sowie als Besiedlungsfläche für die Mikroorganismen. Durch den mikrobiologischen Abbau der adsorbierten Röntgenkontrastmittel erfolgt eine permanente Regeneration der Aktivkohle. Zur Erzielung hoher Abbau-/ Abtrennungsleistungen wird der Reaktor zweistufig — anaerob als auch aerob — betrieben. Häufige Aktivkohlewechsel wie bei klassischen Adsorptionsverfahren entfallen somit. Vorteile dieses Reaktors sind Einfachheit und Leistungsfähigkeit sowie geringe Investitions- und Betriebskosten. Der neu entwickelte Reaktor wird im Rahmen des Projektes konzeptionell an ein Krankenhaus im laufenden Betrieb stofflich und energetisch integriert. Gelingt eine erfolgreiche Verfahrensentwicklung, ist das neu entwickelte Verfahren im Vergleich zur bestehenden Patentlage bzw. zum Stand der Technik als kostengünstig sowie relativ leicht integrierbar an Krankenhäuser (und somit dem Verursacherprinzip folgend) einzustufen. Die breite Anwendung des Verfahrens hat aufgrund der deutschlandweiten Problematik des Themas „jodierte RKM im Krankenhausabwasser“ ein großes Potenzial. Die potenzielle breite Anwendung des Verfahrens kann damit einen wichtigen Beitrag zur Verringerung der Röntgenkontrastmittel-Emissionen in die Umwelt leisten.
Das Vorhaben BioX (MF 160084) ist am 01.01.2017 gestartet und hat eine Laufzeit von 26 Monaten. Es wird durchgeführt vom DBI — Gastechnologisches Institut Freiberg.
Die Förderung erfolgt über den Projektträger Euronorm im Rahmen des Programms “FuE-Förderung gemeinnütziger externer Industrieforschungseinrichtungen in Ostdeutschland“ (Innovationskompetenz Ost) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestags.
