La ChiPur – Aufreinigung komplexer Prozessabwässer mit bifunktionellem biobasiertem Flockungsmittel

Abwässer aus der Wein- und Olivenölverarbeitung enthalten eine komplexe organische Fracht, die Kläranlagen durch die Stoßbelastung während der Erntezeit vor große Herausforderungen stellt. So wirken die im Abwasser enthaltenen Phenole toxisch auf die Mikrobiologie der Kläranlagen, was in verlängerten Belüftungszeiten und damit erhöhtem Energieeinsatz für die Abwasserreinigung resultiert. In der Vorklärung können Flockungsmittel dazu beitragen, Schwebstoffe und Partikel sowie an diesen haftende Verunreinigungen zu entfernen.

Flockungsmittel fördern die Bildung von größeren »Flocken«, die zu Boden sinken oder an der Oberfläche treiben. Meist kommen hier noch synthetische Polymere zum Einsatz. Da deren Rückstände nicht biologisch abbaubar sind, muss der anfallende Schlamm aufwendig entsorgt werden. Hochtechnische Lösungen sind aufgrund der starken saisonalen Schwankungen häufig zu kostspielig und komplex. Flockungsmittel, die in der Lage sind, sowohl saisonal erhöhte Frachten der Abwässer zu reduzieren, als auch phenolische Verbindungen zu oxidieren, können eine Alternative zur Bewältigung der Herausforderungen bieten.

Neues Flockungsmittel: biobasiert, funktionell, anpassbar

In dem Fraunhofer-geförderten Projekt La Chipur haben wir am IGB unter Einsatz von Reststoffen aus der Lebensmittelproduktion ein biobasiertes und funktionalisiertes Flockungsmittel entwickelt, mit dem sich saisonal anfallende Abwässer effizient aufreinigen lassen.

Die komplett biobasierte Technologie, die Chitosan als Matrix und das Enzym Laccase nutzt, zeigt für komplexe, saisonale agroindustrielle Abwässer eine Flockungsleistung, die vergleichbar mit konventionell eingesetzten metallsalzhaltigen Koagulationsmittel oder fossil-basierten Flockungsmittel (z. B. Polyethylenimin) ist. Neben der Flockungseigenschaft kann das in La Chipur entwickelte Flockungsmittel zudem Phenole oxidieren und somit die Toxizität für Mikroorganismen im Belebungsbecken und schließlich den Energieeinsatz reduzieren. Weitere Vorteile bietet die spezifische Anpassung der Zusammensetzung je nach Anwendung und Belastung.

Für Produzenten landwirtschaftlicher Erzeugnisse, wie Winzer oder Olivenmühlenbetreiber, sowie für Kläranlagenbetreiber eröffnen sich mit dem nachhaltigen Flockungsmittel neue Handlungsmöglichkeiten, auf saisonal spezifische Anforderungen an die Abwasserreinigung zu reagieren. Neben der Einsparung an Energie zur Belüftung des Belebungsbeckens sind Einsparungen in der Klärschlammentsorgung zu erwarten. Die Nutzung lokal anfallender Wertstoffe aus der Lebensmittelproduktion gewährleistet eine dauerhafte Versorgung – ohne die Abhängigkeiten komplexer internationaler Lieferketten.

Partner zur Weiterentwicklung gesucht

Aufgrund der ersten vielversprechenden Ergebnisse wollen wir unsere Entwicklung mit KMU, die Flockungsmittel vertreiben oder herstellen, sowie Firmen, die chitosanhaltige Abfälle produzieren, z. B. Champignonzüchter oder Biotechnologiefirmen, weiter in die Anwendung bringen.

Derzeit liegt der Fokus auf dem deutschen Markt. Jedoch wird auch der Mittelmeerraum (Olivenmühlen) im Rahmen des Projekts untersucht. Langfristig streben wir eine Erschließung weiterer internationaler Märkte (Abwässer der Textilindustrie) und Anwendungen (Trinkwassergewinnung) an.