Neue Wege im medizintechnischen Wassermanagement – Etablierung inno-vativer Methoden für die abwasserfreie Produktion durch energieeffiziente Behandlung von stark belasteten Prozesswässern aus der Membranherstellung
Kurzbeschreibung
Die Dialyse ist eine der wichtigsten Formen der Nierenersatztherapie. Weltweit gibt es gegenwärtig etwa sieben Millionen dialysepflichtige Patienten. Der Bedarf zur Dialyse wird weiterhin steigen, zum einen als Folge der Zunahme von akuten und chronischen Nierenerkrankungen, zum anderen durch die Verbesserung der Therapiebedingungen sowohl in Industrie- als auch in Entwicklungs- und Schwellenländern, wobei in den letzten beiden Fällen noch erheblicher Bedarf besteht.
In der Nierenersatztherapie eingesetzte Dialysemembranen werden hauptsächlich aus synthetischen Polymeren hergestellt. Dabei werden während des Produktionsprozesses stickstoffhaltige Lösungsmittel wie N,N-Dimethylacetamid (DMAc) oder N-Methylpyrrolidon (NMP) eingesetzt. Ein großer Teil der Lösungsmittel wird zwar innerbetrieblich zurückgewonnen, bspw. durch Destillationsverfahren, dennoch fallen lösungsmittelhaltige Konzentrate und Abwässer an, die zum Teil unter hohem Energieaufwand in externen Behandlungsanlagen thermisch entsorgt werden. Durch die wachsende Bedeutung der Dialyse steigen sowohl der Ressourcenbedarf für die Herstellung von Dialysatoren als auch der Bedarf zur Behandlung der Reststoffe. Der Fokus des Projektes Med-zeroSolvent liegt damit folgerichtig auf der Untersuchung von Möglichkeiten zur Senkung der bei der Abwasser- und Konzentratbehandlung entstehenden Emissionen und in der Minderung des Frischwasserbedarfs.
Ziele
Das wesentliche Projektziel besteht in der Entwicklung eines energieoptimierten, mehrstufigen Verfahrens zur Aufbereitung lösungsmittelhaltiger Prozesswässer aus der Membranherstellung, mit der Möglichkeit, aufbereitete Prozesswässer im Kreislauf zurück in den Herstellungsprozess zu führen. Neben technischen Biofilm- und Membranverfahren sind angepasste, naturnahe Behandlungsverfahren wesentliches Kernelement der zu entwickelnden Verfahrenskombination.
Zur Einsparung von Frischwasser wird als zweite Komponente neben der Kreislaufführung gereinigter Abwässer, die Bewirtschaftung von Niederschlagswässern untersucht. Die konsequente Umsetzung von Maßnahmen an der Quelle, d. h. die Vor-Ort-Behandlung der Prozesswässer in einer Betriebskläranlage, verhindert dabei die Verlagerung umweltkritischer Substanzen auf kommunale Kläranlagen. Im Fokus steht dabei die Überwachung der im Produktionsprozess eingesetzten chemischen Substanzen und ihrer primären Abbauprodukte, aber auch die Bewertung des behandelten Abwassers durch ökotoxikologische Untersuchungen.
Unabhängig von der konkreten Situation vor-Ort sollen skalierbare Behandlungsmodule entwickelt werden, die neben dem untersuchten Anwendungsfall, zur Behandlung von Abwässern mit ähnlicher Beschaffenheit eingesetzt werden können.
