ForeverPFASfree

Projektinhalte

Beschreibung der geplanten Projektinhalte

Per- und polyfluorierte Alkylsubstanzen (PFAS), auch „Ewigkeitschemikalien (forever chemicals)“ genannt, werden als uPBT-Stoffe (ubiquitär, persistent, bioakkumulierend und toxisch) eingestuft und stellen somit eine weitreichende Gefahr für Mensch und Ökosysteme dar. In 14,3 % der Blutproben europäischer Jugendlicher werden heute jedoch Konzentrationen dieser Stoffe oberhalb des gesundheitlichen Leitwertes nachgewiesen . Ziel der EU ist es daher, die Exposition von Mensch und Ökosystemen zu reduzieren, z.B. durch die Verordnung über persistente organische Schadstoffe, die REACH-VO, die TrinkwasserRL und die Chemikalienstrategie für Nachhaltigkeit. Insbesondere ist der Eintrag in die Umwelt über kontaminierte Prozess- und Abwässer sowie die Aufnahme über kontaminiertes Grund- und Trinkwasser zu vermeiden. Derzeitige Abtrennungsverfahren, wie Adsorption an Aktivkohle, sind für einige PFAS (insb. kurzkettige) ineffizient und problematisch bei Vorhandensein von konkurrierenden Stoffen, wie gelöste organische Stoffe. Außerdem besteht begrenzte Regenierbarkeit. Die Entwicklung hocheffizienter, hochselektiver und regenerierbarer Ionentauscher-Materialen auf Basis von ionischen Flüssigkeiten stellt eine vielversprechende Lösung dar. Die Entwicklung von neuartigen Ionentauschermaterialien soll erfolgen (UIBK). Ein Vergleich mit kommerziell verfügbaren Materialien (Aktivkohlen, Ionentauscher) soll gezogen werden. Charakterisierung und verfahrenstechnische Prozessentwicklung soll erfolgen (MCI, UIBK, TUM). Harze sollen durch Eluation und Oxidation regeneriert werden (UIBK, MCI, FHNW, IonOXess). PFAS-Analytik wird etabliert (UIBK, TUM). Hydraulisch optimierten Granulaten werden hergestellt (UIBK, WATERPlus). Die vielversprechendsten Materialien werden in Technikumsversuchen (MCI, FHNW) hochskaliert. Pilotierungsstandorte werden ausgewählt (TUM, WATERPlus, IonOXess). Pilotanlagen werden entwickelt, konstruiert und betrieben (IonOXess, WATERPlus).

Erwartete Ziele des Projektes

• Entwicklung hocheffizienter, hochselektiver und regenerierbarer Ionentauscher-Materialen auf Basis von ionischen Flüssigkeiten • Weitergehende Charakterisierung und Vergleich mit etablierten Materialien • Optimierung von Herstellungsprozessen für Erzeugung von Ionentauscher-Granulaten • Etablierung von erweiterten analytischen Verfahren (Liste PFAS-20 (Trinkwasser) / PFAS-24 (UQN) / PFAS-37 (zugelassene PFAS-Pestizide), in Abhängigkeit von Pilotierungsstandorten) • Entwicklung und Simulation hydraulisch optimierter Verfahren und deren Untersuchung in Labor- und Pilotmaßstab • Auswahl Pilotierungsstandorte, Pilotversuche mit Ionentauscher-Säulen (je mind. 1 m³/h), hydraulische Auslegung und Prozessoptimierung: Trink-/Grundwasser, mind. 1x Tirol, 1x Oberbayern (z.B. Chemiedreieck: Burghausen/ Burgkirchen), wenn kein Standort in Tirol gefunden werden kann: 2x Oberbayern); evtl. 1x Prozessabwasser, wenn industrieller Emittent gefunden werden kann (unsicher, da heikles Thema!), sonst weiterer Trink-/Grundwasserstandort

Mehrwert durch grenzüberschreitenden Ansatz

Die Materialentwicklung und -charakterisierung wären bei Bereitstellung entsprechender Fördermittel unter Umständen durch Tiroler Partner alleine bewältigbar. Für folgende Punkte ist jedoch unbedingt die Kooperation mit dem vorgestellten Konsortium erforderlich und zielführend: • Optimierung und Skalierung von Herstellungsverfahren der Harze • Upscaling, Entwicklung von Pilotanlage • Auswahl des Pilotierungsstandorts (Schwerpunkt bisheriger Kontamination im Programmbereich = Oberbayern/Chemiedreieck) • Erfahrungsaustausch im Thema PFAS-Entfernung, -Analytik und -Verhalten in der Umwelt