KONTRISOL – Konzentrate aus der Trinkwasseraufbereitung – Lösungsansätze für die technischen, rechtlichen und wirtschaftlichen Hemmnisse beim Einsatz von NF/RO-Prozessen in der Trinkwasseraufbereitung


Project duration: 2019–2022

Funding:

Projektleiter an der Goethe University Frankfurt, Evolutionary Ecology and Environmental Toxicology:

  • Prof. Dr. Henner Hollert, Evolutionary Ecology and Environmental Toxicology, Goethe University Frankfurt)
  • Dr. Sabrina Schiwy, Evolutionary Ecology and Environmental Toxicology, Goethe University Frankfurt (Coleiterin)

Koordinatorin an der Goethe University Frankfurt, Evolutionary Ecology and Environmental Toxicology:

  • MSc Sarah Johann

Projektbearbeitung an der Goethe University Frankfurt, Evolutionary Ecology and Environmental Toxicology:

  • Simone Hotz
  • Holger Geupel

Verbundkoordinator:

  • Dr. David Schwesig und Dipl.-Ing. Anja Rohn, IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung

Project Partner:

  • Dr. Frank Sacher, DVGW Deutscher Verein des Gas - und Wasserfachs e.V.: DVGW-Technologiezentrum Wasser, Karlsruhe (TZW)
  • Prof. Dr. Mathias Ernst, DVGW-Forschungsstelle TUHH (TUHH)
  • Prof. Dr. Stefan Panglisch, Lehrstuhl für Mechanische Verfahrenstechnik / Wassertechnik (MVT), Universität Duisburg-Essen
  • Prof. Dr. Torsten Schmidt, Institut für Analytische Chemie (UDE-IAC), Universität Duisburg-Essen
  • Prof. Dr. Sven-Uwe Geißen, Institut für Technischen Umweltschutz – Umweltverfahrenstechnik, Technische Universität Berlin (TUB)
  • Martin Cornelsen, Cornelsen Umwelttechnologie GmbH (Cornelsen)
  • Isidro Oviedo, Delta Umwelt-Technik GmbH, Teltow (Delta)
  • Jan Stöpel, LAGOTEC GmbH, Magdeburg (LAGOTEC)
  • Dr. Jens Lipnizki, LANXESS Deutschland GmbH (Lanxess)
  • Dr. Christina Geißler, Solenis Technologies Germany GmbH (Solenis)

Webpage: https://www.kontrisol.de

In der Trinkwasseraufbereitung werden zunehmend Membrantrennverfahren Nanofiltration und Umkehrosmose (NF und UO) eingesetzt, um z.B. die Konzentration von Härtebildnern, anorganischen Wasserinhaltsstoffen, natürlichen organischen Stoffen oder anthropogenen Spurenstoffen zu reduzieren. NF und RO trennen dabei gelöste Stoffe weitgehend ab und sind somit Alternativverfahren wie Aktivkohlefiltration oder Ionentausch deutlich überlegen, wenn es um die Entfernung polarer organischer Stoffe oder um kombinierte Verfahrensziele (bspw. Härtereduktion und Spurenstoffentfernung) geht. Bei NF/RO-Prozessen entstehen unterschiedliche Konzentratmengen mit einer entsprechend höheren Konzentration der abgetrennten Stoffe. Für einen störungsfreien Betrieb der NF/RO Trennstufe werden zudem fast immer sogenannte Scaling-Inhibitoren (Antiscalants, überwiegend Phosphonate und Carboxylate) in geringen Konzentrationen zugesetzt, die i.d.R. ebenfalls im Konzentrat verbleiben und dann über Direkt- oder Indirekteinleitung in Gewässer gelangen. In den letzten Jahren wird die Einleitung von Konzentraten in ein Gewässer allerdings durch die zuständigen Genehmigungsbehörden zunehmend kritisch betrachtet. Insbesondere dann, wenn die Konzentrate naturfremde anthropogene Spurenstoffe inklusive der zugesetzten Aufbereitungsstoffe (u. a. Polyphosphonate und -Carboxylate) oder Nährsalze in hohen Konzentrationen enthalten. Die Auswirkungen der Inhaltsstoffe von Konzentraten inkl. Antiscalants im Zusammenhang mit der Direkteinleitung insbesondere in kleine Gewässer sind nur unzureichend auf ihre Wirkungen bewertet. Daher soll die öko- und humantoxikologischen Bewertung von Konzentraten bzw. behandelten Wässern sowie von bekannten Antiscalants und Mischungen aus organischen Spurenstoffen und Antiscalants in Oxidationsverfahren mit Hilfe einer Biotestbatterie untersucht werden. Dazu wird in dem Vorhaben die akute Toxizität in vivo gegenüber Algen, Daphnien und frühen Stadien von Zebrabärblingen (Danio rerio) untersucht. Als Proxies für das langfristige Schädigungspotential wird zudem in vitro die endokrine Wirksamkeit über den ER-, AR- und GRCALUX sowie den H295r Assay getestet und das mutagene bzw. gentoxische Potential (Reactive Chemicals) mithilfe des Ames-Fluktuations-Tests sowie des Mikrokerntests bestimmt. Darüber hinaus kann oxidativer Stress als wichtiger Endpunkt eines spezifischen Modes of Action getestet werden. Der Verhaltenstest mit frühen Lebensstadien von Danio rerio kann dabei Aufschluss über eine mögliche Beeinträchtigung des Nervensystems geben.

Contact

Prof. Dr. rer. nat. Henner Hollert

Goethe University Frankfurt
Biologicum, Campus Riedberg
Max-von-Laue-Str. 13
60438 Frankfurt am Main, Germany

Room: 3.319
Phone: +49 (0)69 798 42171
Fax: +49 (0)69 798 42161
Email: hollert(at)bio(dot)uni-frankfurt(dot)de

Former Affiliation:
http://www.bio5.rwth-aachen.de