Neues Verfahren zur Entfernung von Arsen aus Trinkwasser
Hohe Effektivität dank eines von Bayer entwickelten Eisenoxid-Granulates
Leverkusen - Ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zur Abtrennung von Arsen aus Trinkwasser hat der im englischen Birmingham ansässige Wasserversorger Severn Trent plc in Kooperation mit Bayer entwickelt. Kernstück des Systems Sorb33(TM) ist ein Festbett, das vom belasteten Wasser durchströmt wird und aus Bayoxide® E33 besteht. Das von Bayer speziell für diese Anwendung entwickelte Eisenhydroxidoxid-Granulat zeichnet sich durch fein strukturierte Oberflächen im Nano-Bereich aus, die das Arsen adsorbieren. Severn Trent hat die neue Filtermethode zwei Jahre lang in einer Pilotanlage auf Herz und Nieren geprüft.
"Das Verfahren hat dabei seine Leistungskraft und Marktreife voll unter Beweis gestellt", erklärte John Simms, Projektleiter beim britischen Wasserversorger. Derzeit führt das Unternehmen das neue Festbettsystem auf dem britischen Markt ein. Die erste kommerzielle Anlage ist seit September 2001 in Burton Joyce bei Nottingham erfolgreich in Betrieb, eine weitere in Chaddesley Corbett seit November 2001. Weitere 14 Anlagen errichtet Severn Trent derzeit in den englischen Midlands (mittlerer Westen Englands).
In vielen Ländern der Erde tritt Arsen im Grundwasser in zu hohen Konzentrationen auf. Dorthin gelangt das Nichtmetall als drei- und fünfwertiges komplex gebundenes Ion zum größten Teil durch Auslaugung von natürlichen Erzen und Mineralien. Schätzungen gehen davon aus, dass weltweit über 100 Millionen Menschen mit Arsen belastetes Wasser trinken. In vielen Regionen in den USA, in Südamerika, Indien, Bangladesh und China treten besonders hohe Konzentrationen von Arsen auf. Die Gehalte können einige Milligramm pro Liter betragen. Zahlreiche medizinische Studien belegen, dass eine Langzeit-Kontamination mit solchen Konzentrationen zu Hautveränderungen (Hyperkeratosen) bis hin zu Karzinomen führen kann. Auch über andere Krebsarten wird im Zusammenhang mit Arseneinwirkung berichtet.
Als Folge dieser medizinischen Studien empfahl die Weltgesundheitsorganisation (WHO) 1992 deshalb, einen Grenzwert für Arsen im Trinkwasser von 10 Mikrogramm je Liter (µg/L) einzuführen. In vielen Staaten Europas und in den USA wird dieser Wert noch immer überschritten, in Deutschland dagegen wird er seit 1996 eingehalten. Eine Richtlinie der Europäischen Union von 1998 schreibt den Grenzwert EU-weit vor. In England zum Beispiel wird er ab 2003 zwingend gelten. Nach einer Entscheidung der amerikanischen Umweltbehörde (epa) vom Oktober 2001 verpflichtet sich die USA ebenfalls, den Grenzwert von 10 µg/L ab 2006 einzuhalten.
Bayoxide® E33 bringt für die Adsorption von Arsen nach dem Festbettverfahren gleich mehrere entscheidende Stärken mit. "Seine Kapazität für das Nichtmetall ist wesentlich höher ist als die handelsüblicher Adsorbentien wie Aktivkohle und aktiviertes Aluminiumoxid, was wiederum lange und damit wirtschaftliche Standzeiten bedeutet", erklärte Simms. Im Vergleich zu Ionenaustauscherharzen hat es den Vorteil, dass es nicht regelmäßig aufwendig im Wassertank regeneriert werden muss und viel leichter zu handhaben ist. Für Severn Trent war bei der Materialwahl auch entscheidend, dass Bayer produktionstechnisch jederzeit in der Lage ist, auch große Mengen bei steigender Nachfrage liefern zu können.
Am häufigsten kommt das Eisenoxid-Granulat in Korngrößen zwischen 0.5 und zwei Millimetern zum Einsatz, jedoch lassen sich auch andere Körnungen maßschneidern, die bestimmten Anwendungen genau angepasst sind. Bayer und Severn Trent arbeiten außerdem an einer Lösung für Kleinanwender - etwa in abgelegenen Regionen, in denen es keine zentrale Wasserversorgung gibt - und an Kartuschensystemen für Haushalte.
Bayoxide® E33 kann übrigens noch mehr. Das Allroundtalent adsorbiert auch andere Schadstoffe wie Antimon-, Blei-, Cadmium- oder Chromat-Ionen, allerdings sind speziell auf diese Anwendungsbereiche zugeschnittene Produkttypen noch in der Entwicklung. "Hier eröffnet sich unserem Produkt weiteres Anwendungspotential", blickt Dr. Andreas Schlegel, Forscher bei Bayer, in die Zukunft.
Weitere News aus dem Ressort Forschung & Entwicklung
Holen Sie sich die Chemie-Branche in Ihren Posteingang
Ab sofort nichts mehr verpassen: Unser Newsletter für die chemische Industrie, Analytik, Labor und Prozess bringt Sie jeden Dienstag und Donnerstag auf den neuesten Stand. Aktuelle Branchen-News, Produkt-Highlights und Innovationen - kompakt und verständlich in Ihrem Posteingang. Von uns recherchiert, damit Sie es nicht tun müssen.
