Plasmaverfahren für sauberes Wasser

Die Anwendung von Plasma-basierten Verfahren zum Abbau biologischer und chemischer Verunreinigungen in (Ab)Wasser wird am INP intensiv erforscht. Die Quellen der Verunreinigungen sind vielfältig und stammen z.B. aus dem Gesundheitswesen, der Industrie sowie der Landwirtschaft. Allen Verunreinigungen ist gemeinsam, dass sie über den Wasserkreislauf die Umwelt und damit auch die Gesundheit von Mensch und Tier beeinflussen. 

Insbesondere zur Inaktivierung von Mikroorganismen (einschließlich Antibiotika-resistenten Mikroorganismen) und Viren sowie zum Abbau von persistenten Verunreinigungen wie z.B. pharmazeutischen Rückständen oder auch perfluorierten Kohlenwasserstoffen können Plasma-basierte Verfahren eine geeignete Lösung sein. Am INP werden dabei nicht nur die Plasma-basierten Verfahren und Prozesse untersucht, sondern je nach Problemstellung auch die verschiedenen Kombinationsmöglichkeiten mit anderen Wasseraufbereitungsverfahren, um ein möglichst optimales und wirtschaftliches Ergebnis zu erreichen.

Bei der Plasmabehandlung von Abwasser halten wir es für sinnvoll, diese vorzugsweise in dezentralen Anlagen so nah wie möglich am Ort der Entstehung / des Eintrags einzusetzen. Insbesondere für Krankenhausabwasser, Abwässer aus Fleischverarbeitung und Tierhaltung kann das eine effiziente Möglichkeit sein, um den Eintrag von pharmazeutischen Rückständen, Mikroorganismen und Viren in den Wasserkreislauf zu vermindern, möglichst energiesparend zu arbeiten, Verdünnungseffekte zu vermeiden und darüber hinaus auch die Ausbreitung von Antibiotikaresistenzen einzudämmen.

In diesem Zusammenhang bereiten wir gegenwärtig gemeinsam mit Partnern aus der Industrie ein Projekt zur dezentralen Behandlung von Krankenhausabwasser vor, welches im 3. Quartal dieses Jahres starten soll. 

Weitere Forschungsarbeiten befassen sich mit der Aufbereitung von Prozesswasser z.B. von Wäschereien, der Lebensmittelindustrie oder auch von Aquakulturanlagen, um darin enthaltene Schadstoffe und Mikroorganismen abzubauen. Ziel ist es, jeweils eine Kreislaufführung des Wassers zu ermöglichen, den Bedarf an Frischwasser zu senken und den Eintrag von biologischen und chemischen Verunreinigungen in die Umwelt so gering wie möglich zu halten.

Plasmaverfahren – ein vielseitiges Werkzeug

Als ein Baustein des One-Health-Ansatzes bieten sich Plasmaverfahren nicht nur bei der Wasseraufbereitung als vielseitiges Werkzeug an.

So ist die Anwendung von Plasma bei der Dekontamination von Raum- und Abluft bereits in der Praxis etabliert. Weitere Einsatzmöglichkeiten gibt es für Plasma-basierte Prozesse in der Lebensmittelverarbeitung zur Erhöhung der Lebensmittelsicherheit durch die Inaktivierung von pathogenen Mikroorganismen. In der Landwirtschaft können zukünftig z.B. durch die Behandlung von Saatgut Pflanzenschutzmittel eingespart werden und das Wachstum von Pflanzen stimuliert werden. Hierzu wird intensiv im BMBF geförderten WIR! Bündnis „Physics for Food“ geforscht.

Plasmaverfahren stellen daher ein wichtiges Werkzeug des One-Health-Ansatzes dar. Die Forscherinnen und Forscher am INP arbeiten engagiert daran, die Grundlagen weiter zu entwickeln und dieses Werkzeug in die Anwendung zu bringen.