Um die Emissionen von Mikroplastik und synthetischen Mikrofasern in die Umwelt zu reduzieren, wird ein spezielles Filtermodul für Waschmaschinen entwickelt. Dieses soll nahezu druckverlustfrei betrieben und aus biologisch abbaubaren Polymeren gefertigt werden. Der besonders innovative Lösungsansatz ergibt sich aus der Adaption biologischer Vorbilder.
Obwohl das Gefahrenpotential von Mikroplastik für den Menschen und die Umwelt noch nicht vollständig abschätzbar ist, liegen bereits genügend Hinweise vor, dass die Emissionen drastisch reduziert werden müssen. Fasern, die beim Waschen ins Abwasser gelangen, liegen mit etwa 78 Gramm pro Kopf und Jahr auf Platz 10 der Mikroplastikemissionen in Deutschland (siehe Konsortialstudie Mikroplastik). Damit tragen sie nicht unerheblich zu der Verschmutzung der Umwelt mit Kunststoffen bei. FibrEX hat sich zum Ziel gesetzt, die Mikrofaseremissionen mit Hilfe eines Filters für Waschmaschinen zu reduzieren. Das Filterkonzept soll auf Anwendungen in Textilfabriken, Großwäschereien und für Kläranlagen übertragbar sein.
Beim Waschen lösen sich Mikrofasern vorwiegend durch Abrieb aus synthetischer Kleidung und gelangen mit dem Waschmaschinenablauf ins Abwasser. Von Kläranlagen werden die Mikrofasern nicht vollständig herausgefiltert, so dass sie mit dem Kläranlagenablauf weiter in die Gewässer strömen und über landwirtschaftlich aufgebrachten Klärschlamm sogar in Luft und Boden emittieren können. Es fehlt bisher ein technisches Verfahren bzw. Produkt zum Rückhalt von Mikrofasern, die aus Waschmaschinen und bei industriellen Herstellprozessen ins Abwasser gelangen. Kläranlagenbetreiber*innen experimentieren gegenwärtig nicht mit neuen Filtertechniken, sondern setzen darauf, dass Wasch- und Herstellprozesse zur Reduktion der Mikrofaserfreisetzung optimiert werden.
Die Entwicklung des Waschmaschinenfilters ist sehr anspruchsvoll, da der Filter im Gebrauch selber keine Kunststoffpartikel verlieren soll und robust sein muss. Außerdem darf er keinen zusätzlichen technischen oder finanziellen Aufwand verursachen und muss in das bestehende System der Waschmaschine integrierbar sein. Deswegen werden sowohl material- als auch verfahrenstechnische Aspekte untersucht. Dabei liegt der Fokus auf der Verwendung von biobasierten Polymeren. Die Materialien werden in einem Versuchsstand getestet und das Filterverfahren optimiert.
Das Filterkonzept orientiert sich an biologischen Vorbildern. In der Natur gibt es zahlreiche Organismen, die sich auf Nahrung in Partikelform, wie Zooplankton oder Phytoplankton, spezialisiert haben. Sie werden als Suspensionsfresser zusammengefasst. Zu ihnen gehören auch die Filtrierer, wie mache Muscheln, Krebse oder Wale. Sie können als Vorbild dienen, um Struktur, Materialien oder Funktion des Filters zu optimieren.
Das Projekt schließt an bestehende Arbeiten von Fraunhofer UMSICHT an, die sich seit 2014 mit Mikroplastik beschäftigen. Nach den Studien zur Erfassung des aktuellen Wissenstands zu Mikroplastik und Kunststoffen in der Umwelt ist »fibrEX« nun das erste Projekt, das sich mit einer konkreten Lösung der Mikroplastikproblematik beschäftigt. Projektergebnisse werden ab Ende 2019 erwartet.
Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT