Mithilfe verschiedener Membranen lassen sich biochemische Prozesse im Abwasserbereich gezielt steuern.

Bild: Carsten Behler, Evonik

Steuerung von Mikroorganismen Sauerstoff-Doping für Bakterien schafft effizientere Abwasserbehandlung

05.05.2022

Ein Spezialchemieunternehmen will Mikroorganismen, die bei der biologischen Behandlung von Abwasser zum Einsatz kommen, gezielt mit Sauerstoff dopen. Auf diese Weise soll die Effizienz von Abwasseranlagen steigen. Das Unternehmen setzt dabei auf Hohlfasermembranen zur Erzeugung sauerstoffreicher Luft.

Auf der diesjährigen Ifat vom 30. Mai bis 3. Juni 2022 zeigt der Chemiekonzern Evonik seine neue Technologie für die Abwasserbranche. Am Stand 446 in Halle A4 erfahren Besucher, wie Bakterien zu effizienterer Wasserbehandlung beitragen können. Auch soll durch die Technik eine Steigerung von Anlagenkapazitäten ohne großtechnische Baumaßnahmen möglich sein.

Optimale Bedingungen für Mikroben

In modernen Abwasserbehandlungsanlagen nehmen Bakterien, Pilze und Einzeller Bestandteile des Abwassers in ihren Stoffwechsel auf und reinigen es. „Diese Prozesse können wir beschleunigen, indem wir die Lebensbedingungen der Mikroorganismen gezielt optimieren“, sagt Dr. Jörg Balster, Leiter Sepuran Process Gases bei Evonik. „Sie können dadurch schneller wachsen und effizienter arbeiten. Wir dopen sozusagen Bakterien mit Sauerstoff, den wir mittels unserer Membrantechnologie lokal gewinnen und punktuell zuführen.“

Basierend auf der gleichen Membrantechnologie kann ein anderes Gas aus der Luft – Stickstoff – in die vorgelagerte Feststoffabtrennung zugeführt werden, um das Wachstum der Mikroorganismen wiederum zu verlangsamen. Dadurch gelangen mehr Nährstoffe aus der Vorbehandlung in die Biologie.

„Mit unseren Membranen sind wir in der Lage, die biochemischen Randbedingungen je Abwasserbehandlungsstufe genau zu bestimmen“, erklärt Balster. „Auf diese Weise können Anlagenbetreiber ihre Prozesse wesentlich effizienter fahren und die Anlagenkapazitäten ohne großtechnische Baumaßnahmen erweitern.“

Gewinnung hochreinen Biomethans

Eine andere Gasseparationsmembran von Evonik, Sepuran Green, soll es zudem ermöglichen, das sich bei den Abwasserbehandlungsprozessen ansammelnde Biogas zu hochreinem Biomethan aufzubereiten und in die Kreislaufwirtschaft zurückzuführen. Das CO2-neutrale Gas kann direkt ins städtische Erdgasnetz eingespeist oder als grüner Kraftstoff (Bio-CNG) kommunale Fahrzeuge antreiben.

„Unsere fortschrittliche Membrantechnologie löst einige wesentliche Herausforderungen, denen sich die Kommunen bereits heute stellen. Wir glauben, dass unsere Produkte in intelligenten Abwassersystemen oder bei der Energie- und Mobilitätswende eine wichtige Rolle spielen können“, sagt Volker Wehber, Leiter Sepuran Green bei Evonik.

Mittels der Membranen lassen sich Gase wie Methan (CH4), Stickstoff (N2) oder Wasserstoff (H2) effizient aus Gasgemischen abtrennen. Die Vorteile der Technologie sollen in einer präziseren Trennung der Gase beziehungsweise in höherer Produktivität gegenüber anderen Membranen liegen.

Selbstzerfallende Oxidationsmittel

Sepuran-Membranen sind Teil von Evoniks Lösungsangebot für den gesamten Abwasserbehandlungsprozess. Industrielles oder pharmazeutisches Abwasser kann beispielsweise mit Hyprox-Wasserstoffperoxid vorbehandelt werden, um nichtbiologische Verunreinigungen durch einen erweiterten Oxidationsprozess (advanced oxidation process, AOP) abzubauen. Vigorox- und Peraclean-Peressigsäurelösungen können zur Abwassernachbehandlung eingesetzt werden, um Mikroben und Krankheitserreger im Wasserablauf effektiv zu eliminieren.

Nachdem die Oxidationsmittel ihre Arbeit verrichtet haben, zerfallen sie in harmlose Substanzen. Auf diese Weise werden die nachfolgenden biologischen Verarbeitungsschritte nicht beeinträchtigt.

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