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Wasserreinigung Algen entfernen Schwermetalle aus kontaminiertem Wasser

| Autor / Redakteur: Gerald Bunke*, Alexei Erko**, Traugott Scheytt***, Dirk Itzeck*, Franziska Frey* und Ester Varfalvi* / Dipl.-Chem. Marc Platthaus

Die kostengünstige Reinigung von verunreinigtem Trinkwasser ist gerade in Entwicklungsländern von großer Bedeutung. Wie Algen bei dieser Aufgabe helfen können, lesen Sie in diesem Beitrag.

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Abb. 1: Sterile Kultivierung von unterschiedlichen Mikroalgen-Stämmen im Labormaßstab.
Abb. 1: Sterile Kultivierung von unterschiedlichen Mikroalgen-Stämmen im Labormaßstab.
( Bild: TU Berlin )

Schätzungen der Asiatischen Entwicklungsbank zufolge, haben allein in Asien etwa 700 Millionen Menschen zu wenig sauberes Trinkwasser. Mit (Schwer-)Metallionen verunreinigtes Wasser stellt dabei eine der großen Gefahren dar. Eine kostengünstige Möglichkeit, um dieses kontaminierte Wasser zu reinigen, ist daher von besonderem Interesse. Eine Möglichkeit für die Reinigung ist der Einsatz von Algenbiomasse. Unterschiedliche Cyanbakterien-, Mikro- und Makroalgen-Stämme sind in einem Projekt auf ihr Potenzial zur Aufnahme von Metall-ionen untersucht worden. Das Ziel der Untersuchungen bestand darin, eine preiswerte Biomasse zur Entfernung von ionischen Komponenten (Schwermetallionen) aus Wasser zu finden. Ein wichtiges Kriterium ist die Untersuchung der Metallbindungskapazität der Biomasse. Die beste direkte Methode zur quantitativen Bestimmung dieser Metallbeladung der feuchten gequollenen freien oder immobilisierten Biomasse unter realen Bedingungen sind Röntgen-Fluoreszenz-Messungen.

Neuartiges industrielles Verfahren

Ein relativ neues Verfahren besteht in der Verwendung immobilisierter Algenbiomasse als Sorptionsmittel zur Entfernung von ionischen Komponenten aus kontaminiertem Wasser. Mikro- und Makroalgen sind für diesen Zweck von besonderem Interesse. Mikroalgen können in Standzylindern (s. Abb. 1), Schlaufen- und Plattenreaktoren in unterschiedlichen Maßstäben kultiviert werden. Makroalgen (s. Abb. 2) werden in den küstennahen Gebieten im Meer in vielen Ländern kultiviert. Marine Makroalgen werden in einer Reihe von Ländern zur Produktion von wertvollen Materialien für die pharmazeutische Industrie, als Tierfutter und als Nahrungsmittel für die menschliche Ernährung kultiviert.

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Unterschiedliche Makroalgen-Stämme wurden am Institut für Biotechnologie der TU Berlin hinsichtlich der Aufnahme von ionischen Komponenten untersucht. Um das im Labor erprobte Verfahren auch in industriellem Maßstab wirtschaftlich einsetzen zu können, muss die Algenbiomasse in definierter Form und Größe vorliegen. Eine Sorptionskolonne, gefüllt mit immobilisierten kugelförmigen Mikro- oder Makroalgenbiomasseteilchen, ermöglicht dann, die Vorteile dieser Anlagentechnik zu nutzen.

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