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pte20180808004 Umwelt/Energie, Forschung/Technologie

Verfahren entfernt nur Gift aus Trinkwasser

Harmlose Verunreinigungen zu belassen, macht Aufbereitung günstiger


Die Methode: Sulfate werden in Salzwasser abgetrennt (Infografik: rice.edu)
Die Methode: Sulfate werden in Salzwasser abgetrennt (Infografik: rice.edu)

Houston (pte004/08.08.2018/06:15) - Forscher an der Rice University https://www.rice.edu haben eine Technik entwickelt, die gefährliche Schadstoffe gezielt aus Wasser entfernt. Harmlose Verunreinigungen, etwa Salz in kleinen Mengen, bleiben bei der Aufbereitung von Trinkwasser jedoch drin. "Wenn wir nur die wenigen toxischen Stoffe herausfiltern, sparen wir eine Menge Energie ein", erklärt Teamleiterin Qilin Li, Professor für Ingenieurswesen. Das macht das Verfahren weit günstiger als die heute eingesetzten, welche sämtliche Verunreinigungen entfernen.

Für jedes Gift eine spezielle Elektrode

Das neue Verfahren ist für die Behandlung von Trinkwasser und industriellen Abwässern gedacht. Li und ihr Doktorand Kuichang Zuo nutzen die kapazitive Deionisierung. Dabei fließt die zu reinigende Flüssigkeit zwischen zwei Platten hindurch, zwischen denen eine elektrische Spannung herrscht. Ionen von Schadstoffen, also elektrisch geladene Teilchen, wandern zum Plus- beziehungsweise Minuspol, je nach Ladung. Dort werden sie von porösen Elektroden in Empfang genommen und festgehalten.

Die texanischen Forscher setzen dabei auf Elektroden, die ausschließlich bestimmte Schadstoffe aufnehmen. "Das Wasser aus manchen Brunnen enthält Arsen", sagt Li. Das könne gezielt entfernt werden. Trinkwasser könne zudem mit Blei und Kupfer verunreinigt sein, das aus Wasserrohren stammt oder mit Kalziumionen, die Krusten bilden und auf Dauer Rohre verstopfen. Die ersten Elektroden, die das Team entwickelt hat, entfernt Sulfate, die Trinkwasser bitter schmecken lassen und Durchfall verursachen können.

Diese sind mit Aktivkohle beschichtet, die wiederum überzogen ist von einer hauchdünnen Harzschicht. Das Ganze wird von einem Kunststoff namens Polyvinylalkohol zusammengehalten. Wenn Wasser, das Sulfationen enthält, zwischen den so präparierten Elektroden hindurchfließt, wandern die geladenen Schadstoffteilchen durch das Harz hindurch und landen in den Poren der Aktivkohle. Sind sie gefüllt, lassen sich die Schadstoffe herauslösen, sodass die Elektroden wieder einsatzfähig sind. Es werden zwar auch Chlorionen entfernt, aber deren Anteil liegt bei nur fünf Prozent.

Robuste Plattform

"Im Labor haben wir die Elektroden viele hundert Male eingesetzt", sagt Zuo. "Ich konnte danach keine Schadstellen entdecken. Die Elektroden sind sehr robust." Es gehe nicht in erster Linie um die Entfernung von Sulfaten, erklärt Li. "Es gibt viele andere Schadstoffe, deren Entfernung wichtiger ist", so die Wissenschaftlerin. Entscheidend sei, dass es jetzt eine Plattform gebe, auf der man aufbauen könne, um gezielt andere Gifte zu entfernen. Letztlich könne man das System auch zu Hause einsetzen, um Schadstoffe aus dem Wasser zu entfernen, betont Zuo.

(Ende)
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