Nickelentfernung aus Trinkwasser

Renaissance für „altgedienten“ Ionenaustauscher – Innovative Anwendung resultiert aus BMBF-Studie

Ein seit 30 Jahren bei der Schwermetall-Restentfernung bewährter Ionenaustauscher der Bayer AG erfährt eine ungeheuere Renaissance: In einer vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Studie bewies sich das chelatbildende Austauscherharz Lewatit® TP 207 als das einzige Produkt, mit dem man Nickel aus Trinkwasser entfernen kann.

Nach einer Bekanntmachung des Umweltbundesamtes hat Nickel wegen seiner sensibilisierenden und krebserzeugenden Wirkung eine besondere umweltmedizinische Bedeutung. Aus diesem Grund sieht die novellierte deutsche und europäische Trinkwasserverordnung für die Nickelkonzentration im Trinkwasser einen Grenzwert von 20 statt bislang 50 Mikrogramm pro Liter vor. Dieser Wert ist jedoch aufgrund von steigenden Umweltbelastungen, saurem Regen oder Hochwasser vielerorts signifikant erhöht. Um Abhilfe zu schaffen, wurde vom BMBF ein Forschungsvorhaben gefördert, an dem sich Bayer Chemicals, ein Unternehmensbereich der Bayer AG, und das Rheinisch-Westfälische Institut für Wasserforschung gGmbH (IWW) federführend beteiligten. In einer Kooperation wurde ein Verfahren zur Eliminierung von Schwermetallen aus Rohwässern zur Trinkwassergewinnung entwickelt.

Im Untersuchungsvorhaben wurden die grundlegenden Parameter für die Auslegung einer Anlage zur Aufbereitung von Trinkwasser erarbeitet. Die hohen Ansprüche an die Trinkwasserqualität waren ebenso zu berücksichtigen, wie die gesetzlichen Regelungen für die Trinkwasseraufbereitung mittels Ionenaustausch, die Aufbereitungskosten und die erforderliche Abwasser- und Abfallbehandlung. Unter praxisnahen Bedingungen konnte von allen getesteten Produkten nur Lewatit® TP 207 hinsichtlich aller geforderten Aspekte bestehen. Das für die Schwermetallgewinnung 1972 entwickelte Harz ist ein schwach saurer, makroporöser Austauscher mit chelatbildenden Diacetatgruppen zur selektiven Entfernung von Schwermetall-Kationen aus schwach sauren bis schwach basischen Lösungen. Die zweiwertigen Kationen werden durch die Bildung eines heterozyklischen Metallchelatkomplexes mit extrem hoher Affinität und Selektivität gebunden, wobei dies sogar bei mehr als 40.000fachem Überschuss an Kalziumionen geschieht.

Während herkömmliche Ionenaustauscher vornehmlich Kalzium- und Magnesiumionen aufnehmen – was der Trinkwassergewinnung schadet – beschränkt sich Lewatit® TP 207 auf die gewünschte Nickelentfernung. Da die lebensmittelrechtliche Zulassung vorliegt, lässt sich der „altgediente“ Bayer-Ionenaustauscher künftig für das neue Anwendungsgebiet industriell nutzen.

Die Ionenaustauscher aus dem Sortiment Lewatit® werden seit mehr als 30 Jahren in der Abwasser- und Prozesswasseraufbereitung eingesetzt, beispielsweise zur Abwasserbehandlung, Reinigung von Prozessströmen, hydrometallurgischen Trennung und Wertstoffrückgewinnung. Einen ausführliche Überblick über die gesamte Ionenaustauscherpalette gibt der Internetauftritt.