PerfluorAd®-Verfahren

Energie- und ressourceneffiziente Methode zur Beseitigung von Per- und polyfluorierte Chemikalien (PFAS) aus Löschwässern

© Fraunhofer UMSICHT

Aufbereitung PFAS-kontaminierter Wässer

Löschwasser enthalten per- und polyfluorierte Chemikalien, die nach einem Einsatz aufgefangen und entsorgt werden müssen.

© Cornelsen

Die mobile Löschwasseranlage

In der mobilen Anlage des Industriepartners Cornelsen Umwelttechnologie konnte das neu entwickelte Kombinationsverfahren getestet werden.

Projektziele: Beseitigung von Per- und polyfluorierte Chemikalien aus Löschwässer

Ziel des Forschungsvorhabens »PFAS-Lösch« war es, eine energie- und zugleich ressourceneffiziente Methode zu entwickeln, mit der PFAS aus hochkomplexen belasteten Löschwässern entfernt werden können und die in einem zweiten Schritt ökobilanziell bewertet wurde.

Nutzen: Reduktion von PFAS in der Umwelt

Um Großbrände von Kraftstoffen und Lösemitteln beispielsweise auf Flug- und Binnenhäfen, in Raffinerien oder in Lagereinrichtungen der Industrie effektiv löschen zu können, ist der Einsatz von Schaumlöschmitteln mit per- und polyfluorierten Chemikalien (PFAS) unerlässlich. Doch per- und polyfluorierte Chemikalien, auch bekannt als PFAS (per- and polyfluoroalkyl substances) – PFAS sind in der Natur kaum oder nur sehr schlecht abbaubar und z. T. toxisch. Sie schädigen die Umwelt und sollten daher keinesfalls in Böden und Gewässer gelangen. Zur Reduktion der Eintragsmengen von PFAS in die Umwelt, müssen PFAS-haltige Löschwässer aufgefangen und anschließend fachgerecht entsorgt werden.

Etablierte Verfahrensweisen zur Behandlung von Löschschäumen sind jedoch nicht PFAS-spezifisch und sehr kostenintensiv. Die zurzeit gängige Methode zur Abtrennung von PFAS-Verbindungen ist die Adsorption an Aktivkohle. Aufgrund der sehr geringen Adsorberkapazitäten der PFAS sind sehr große Filteranlagen erforderlich.

Ergebnis: Effektives und kostengünstiges Entfernen von PFAS am Einsatzort

Fraunhofer UMSICHT und die Cornelsen Umwelttechnologie GmbH entwickelten ein neues Verfahren, mit dem sich PFAS effektiv und kostengünstig noch am Einsatzort aus dem anfallenden Löschwasser entfernen lassen. Dieses Verfahren basiert auf einer bestehenden Gemeinschaftsentwicklung zur Aufreinigung von PFAS-belastetem Grundwasser und kombiniert die Aktivkohle-Adsorption mit einer vorgeschalteten Reinigungsstufe. Fraunhofer UMSICHT entwickelte die auf ein reales Löschwasser angepassten Prozess-Chemikalien, erprobte diese im Labormaßstab und stellte geeignete Methoden zur Prozessanalytik bereit. Das Kombinationsverfahren wurde dann in der mobilen Pilotanlage bei der Cornelsen Umwelttechnologie GmbH getestet. Die gemeinsamen Aktivitäten resultierten in einem ersten Platz beim Innovationspreis 2017/2018, ausgelobt von dem Netzwerk für Wirtschaft in Nordrhein-Westfalen ZENIT e. V.

Verfahren auf andere Anwendungsfälle übertragbar

In der Vorbehandlung wird dem verunreinigten Wasser die Additivlösung PerfluorAd®« zugegeben, die ein Ausfällen der gelösten PFAS-Verbindungen bewirkt. Dadurch müssen weniger Prozessmittel eingesetzt und weniger PFAS-kontaminierter Sonderabfall entsorgt werden. Dies führt insbesondere bei der Löschwasser-Aufbereitung mit sehr hoher PFAS-Belastung zu erheblichen Kostenreduzierungen gegenüber herkömmlichen Methoden. Das »PerfluorAd®« -Verfahren vereinigt noch weitere positive Aspekte: Die spezifischen Fällungsmittel werden aus dem Bereich der grünen Chemikalien ausgewählt – das heißt unter anderem: Sie basieren auf natürlichen Rohstoffen, stellen keine Gefahr für Mensch und Umwelt dar und werden nach der Nutzung natürlich abgebaut. Zudem lässt sich das Projektergebnis auf andere Anwendungsfälle zur Reinigung PFAS-kontaminierter Wässer übertragen.

  • Wässrige Medien aus der Wartung von AFFF-Behältern, Behältern, Sprinklern und Gerätereinigung
  • Industrieabwässer
  • Umkehrosmose- und Nanofiltrationskonzentrate
  • Deponiesickerwässer
  • Grundwasser
     

Ökologisch und ökonomisch vorteilhaft

Ziel der ökobilanziellen Untersuchungen von Fraunhofer UMSICHT war es, das im Rahmen des Vorhabens entwickelte »PerfluorAd®«-Verfahrens zur Behandlung von Löschschaumwässern mit alternativen Behandlungsverfahren – der Adsorption auf Aktivkohlebasis und der thermischen Hochtemperatur-Verbrennung - zu vergleichen (Benchmarking) und somit belastbare Aussagen über die ökologische Vorteilhaftigkeit des Verfahrens zu ermöglichen.

Die Ergebnisse der Ökobilanz zeigen, dass das PerfluorAd®-Verfahren die beiden anderen Behandlungstechnologien in allen Umweltverträglichkeitskategorien mit Ausnahme des Ozonabbaus übertrifft. (Details zur Bewertung: siehe Veröffentlichung)

Projektpartner von PerfluorAd®

  • Cornelsen Umwelttechnologie GmbH


 

Förderung
                       

Laufzeit: November 2016 bis
Dezember 2019   
Fördermaßnahme:   KMU-innovativ, Anwendungsbereich Nachhaltiges Wassermanagement  im Technologiefeld »Ressourceneffizienz und Klimaschutz«