Maßgeschneiderte Flockungsmittel klären Abwasser

03.07.2003

Die Filtration ist eine einfache und weit verbreitete Methode, um Trübstoffe aus Abwasser zu entfernen. Ein Problem bilden dabei feinteilige (Nano-)Substanzen, die auf Grund der Entwicklung immer neuer Nanomaterialien immer häufiger in industriellen Abwässern vorkommen. Partikel, die kleiner als ein Mikrometer sind (Kolloide), sind schwer zu filtern: Sie sinken nur sehr langsam auf den Boden, weil sie so klein sind und weil sie sich aufgrund ihrer negativen elektrischen Ladung "auf Abstand" halten. Mit Unterstützung der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen "Otto von Guericke" (AiF) haben Wissenschaftler am Institut für Polymerforschung Dresden ein neues Verfahren zur Regulierung der Stabilität von feinverteilten Partikeln in Flüssigkeiten (Dispersionen) entwickelt. Um Abwässer zu klären, die mit winzigen Partikeln verunreinigt sind, kommen Flockungsmittel zum Einsatz. Mit ihrer Hilfe verbinden sich die Kolloide zu größeren und schwereren Flocken, die sich schneller absetzen können und leichter herauszufiltern sind. Die Größe und Struktur der Flocken ist je nach eingesetztem Mittel ebenso unterschiedlich wie die Geschwindigkeit, mit der sich die Partikel verbinden. Die Dresdner Forscher haben verschiedene organische, wasserlösliche Polymere (Polyelektrolyte) natürlicher und synthetischer Herkunft sowie Polymerkombinationen auf ihre Flockungseigenschaften untersucht. Ihre Untersuchungen ermöglichen die gezielte Auswahl und das Maßschneidern von geeigneten Polyelektrolyten für spezifische Einsatz-gebiete und die Optimierung herkömmlicher Verfahren. Dazu zählen die Freihaltung von Wasserstraßen und die Aufbereitung von Trinkwasser. Dispersionen entstehen aber auch in zahlreichen anderen technischen Prozessen und kommen in unzähligen Varianten in der Natur vor. Daher sind effektive Verfahren zur Trennung der enthaltenen Stoffe (Flockung) ebenso wie zum Erhalt der Feinverteilung (Stabilisierung) von übergreifender wirtschaftlicher und ökologischer Bedeutung. Die Beibehaltung der Teilchenfeinverteilung ist beispielsweise bei der Stabilisierung von Farbstoffpigmenten in der Textil- und Lackindustrie von Interesse. Moderne industrielle Einsatzgebiete von Dispersionen wie die Mikroverkapselung für die langsame Freigabe von Wirkstoffen in Medizin, Kosmetik und Landwirtschaft stellen zusätzliche Anforderungen an die gezielte Steuerung der Dispersionsstabilität. Mit Hilfe der Dresdner Wissenschaftler können sie jetzt besser gemeistert werden.