Eine alte Weisheit sagt: »Wer Wein verdient, soll nicht Wasser bekommen.« Um den Wein genießen zu können, benötigen wir doch jede Menge Wasser während der Lese und Abfüllung. Während der Erntezeit entsteht jedoch ein komplexes Abwasser. Insbesondere kleinere kommunale Kläranlagen stoßen bei der Reinigung an ihre Grenzen. Verlängerte Belüftungszeiten und der daraus resultierende erhöhte Energieaufwand für die Abwasserreinigung sind die Folge. Dies trifft auch auf andere Abwässer, wie zum Beispiel aus der Olivenölherstellung, zu. Mit LaChiPur haben wir eine Alternative gefunden: Ein biobasiertes Flockungsmittel, das auf umweltschonende Weise die Abwässer reinigt.
Mit Wein und Oliven verknüpfen wir warme Sommerabende in Süditalien. Beide Lebensmittel verkörpern für uns Kulinarik und den mediterranen Lebensstil. Vielleicht haben auch Sie gerade ähnliche Bilder im Kopf oder schwelgen in Erinnerungen an Ihren letzten Urlaub. Lassen Sie diese Gedanken ruhen und stellen sich stattdessen 4000 Liter Abwasser vor – die Menge, die allein für die Verarbeitung einer Tonne köstlichen Olivenöls anfällt. Rund 1000 Liter fallen für die Produktion einer Flasche Rotwein an. Das Problem liegt in den sogenannten Phenolen in diesem Abwasser, welche toxisch auf die Bakterien wirken, die für die Behandlung des Abwassers benötigt werden. Wie also können wir dieses Problem für italienische, spanische oder − im Fall von Wein − auch deutsche Produzenten sowie für die Umwelt lösen?
Nachhaltige Flockungsmittel zur effizienten Reinigung von Abwässern aus der Wein- und Olivenölverarbeitung
Bisher gab es Einschränkungen bei den »sulociones«, also Lösungen: Ein Flockungsmittel bewirkt, dass die Schwebstoffe im Abwasser »größere Flocken« bilden. Diese sinken dann auf den Boden und können so aus dem Abwasser über den Klärschlamm entsorgt werden. Obwohl sie also dazu beitragen, dass das Wasser wieder klar wird, kommen für diesen Prozess oft Polymere oder Chemikalien im Einsatz, die nicht biologisch abbaubar sind und somit die Entsorgung am Ende sehr aufwendig machen. In unserem Fraunhofer-geförderten Projekt LaChipur haben wir genau an dem Punkt angesetzt und ein Flockungsmittel entwickelt, das Abwässer mit komplexen Inhaltsstoffen effektiv reinigt und dazu noch biologisch abbaubar ist.
Neues, biobasiertes Flockungsmittel aus nachwachsendem Chitin
Das am Fraunhofer IGB entwickelte Flockungsmittel basiert auf zwei natürlichen und vollständig biologisch abbaubaren Zutaten: Chitosan und Laccase. Ersteres wird aus dem nachwachsenden Rohstoff Chitin gewonnen, der beispielsweise in den Schalen von Insektenpanzern und -häuten enthalten ist. Das Enzym Laccase, das in vielen Pflanzen, Pilzen und Bakterien vorkommt, oxidiert Phenole und macht sie für verschiedene industrielle Anwendungen interessant. In unserem speziellen Rezept trägt es dazu bei, dass die toxischen Phenole entfernt werden und somit die Bakterien in der Kläranlage aktiv bleiben.
Vorteile:
- Die komplett biobasierte Technologie, die Chitosan als Matrix und das Enzym Laccase nutzt, zeigt für komplexe, saisonale agroindustrielle Abwässer eine Flockungsleistung, die vergleichbar ist mit konventionell eingesetzten metallsalzhaltigen Koagulationsmitteln oder fossil-basierten Flockungsmitteln.
- LaChiPur oxidiert und entfernt Phenole, reduziert somit die Toxizität für Mikroorganismen im Belebungsbecken und schließlich den Energieeinsatz.
- Neben der Einsparung an Energie zur Belüftung des Belebungsbeckens sind Einsparungen in der Klärschlammentsorgung zu erwarten.
- Der Ausgangsstoff Chitin fällt lokal in der Lebensmittel- und Biotechnologieindustrie in großen Mengen als Abfallstoff an. Dies gewährleistet nicht nur eine wirtschaftliche Herstellung, sondern auch Versorgungssicherheit – ohne die Abhängigkeiten verflochtener internationaler Lieferketten.
Beteiligt war auch das Fraunhofer-Institut für Angewandte Polymerforschung IAP in Potsdam, dessen Part die Funktionalisierung des Chitosans mit Laccase war. Um die Wirkung des mit Laccase funktionalisierten Chitosans mit realen Abwässern überprüfen zu können, haben wir im IGB zunächst die entsprechende Methodik und Analytik etabliert. Eine der Herausforderungen war, das funktionalisierte Chitosan in Lösung zu bringen, damit es überhaupt als Flockungsmittel dosiert werden und seine Wirkung zur Bindung von Polyphenolen, Tanninen und Gerbstoffen entfalten kann. Da für die Laccase ein leicht saures Milieu optimal ist, haben wir für die typischen Abwässer aus der Wein- oder Olivenölherstellung gleich sehr gute Ergebnisse erzielt.
Geplante Weiterentwicklung
LaChiPur eignet sich ebenso als Filtermaterial und weist Eigenschaften von Fällmitteln auf. Aufgrund seiner Eigenschaften ist es zudem für die Reinigung von Textilabwässern oder den Einsatz in der Trinkwasseraufbereitung interessant.
Sie stellen Fäll- und Flockungsmittel her? Wir freuen uns über Ihre Nachricht, um unsere Technologie mit Ihnen weiter zu optimieren und zu skalieren.
In Ihrem Betrieb fallen komplexe Abwässer oder Prozesswässer an? In ersten Laboruntersuchungen behandeln wir Ihre Abwässer mit LaChiPur und optimieren das Flockungsmittel gerne gezielt für Ihren Bedarf weiter!