Umwelttechnik 18.01.2002, 17:32 Uhr

Quecksilber in der Falle

Abwässer, die mit Quecksilber belastet sind, müssen meist mit Hilfe teurer Ionenaustauscher gereinigt werden. Biotechnologen haben jetzt eine sanfte, biologische Methode gefunden.

Für den Menschen sind Quecksilber und seine Verbindungen äußerst giftig, da sie lebenswichtige Zellfunktionen hemmen. Anders bei Bakterien: Bestimmte Stämme können in Quecksilber-belastetem Boden oder Abwasser leben. Diese Tatsache nutzten drei Wissenschaftler der Gesellschaft für Biotechnologische Forschung (GBF) in Braunschweig für die Entwicklung eines neuen Abwasserreinigungsverfahrens, für das ihnen die Helmholtzgemeinschaft den mit 100 000 DM dotierten Erwin-Schrödinger-Preis des Stifterverbandes für die Deutsche Wissenschaft verlieht.

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Aus quecksilberhaltigen Abwässern isolierten die GBF-Forscher zunächst bestimmte Bakterienstämme. „Sie wandeln wasserlösliche Quecksilberverbindungen enzymatisch in die unlösliche metallische Form um“, erläutert GBF-Forscherin Dr. Irene Wagner-Döbler. Damit tun die Mikroorganismen genau das, wozu sonst teure Ionenaustauscher eingesetzt werden.

Kernstück der Anlage ist ein Bioreaktor, in dem die Bakterienkulturen auf hochporösem Bimssteinmaterial aufgebracht sind. Um den Abbau zu verstärken, erhalten die Bakterien einen genau dosierten Zusatz von Zucker und Hefeextrakt als Nährstoffe. Das Abwasser wird mit Natronlauge neutralisiert. Der Quecksilbergehalt darf 10 mg/l und die Chlorkonzentration 0,5 mg/l nicht überschreiten. Die Temperatur muss unter 47 °C liegen. Diese Parameter erfasst eine Messstelle am Zufluss des Reaktors und leitet Ströme, die diese Bedingungen nicht erfüllen, automatisch in einen Bypass um. Nach Verdünnen können sie dem Bioreaktor zugeleitet werden. Der Reaktor kann über ein bis zwei Jahre hinweg kontinuierlich ohne Regeneration laufen. Dann wird ein Teil der Biomasse mit den Quecksilberkügelchen ausgespült. Aus diesem Schlamm lässt sich das Schwermetall abdestillieren und in der Industrie wieder einsetzen.

Bedeutendste Quelle quecksilberhaltiger Abwässer ist die Chlor-Alkali-Elektrolyse zur Herstellung von Chlor. In Europa werden ca. 60 % des Chlors elektrolytisch gewonnen. Bei der Reinigung von Abwässern der Elektrochemie Ibbenbühren hat das Verfahren in einer Pilotanlage seine Bewährungsprobe bestanden.

Die biologische „Quecksilberfalle“ ist äußerst effizient, so Wagner-Döblin, „denn die Bakterien reagieren innerhalb weniger Minuten“. So kann der Reaktor mit einem Füllvolumen von 1 m3 stündlich einen Durchsatz von 4 m3 Abwasser, das mit Quecksilbergehalten von 3 mg bis 10 mg/l belastet ist, bewältigen. Durchschnittlich werden 95 % des Quecksilbers zurückgehalten, und der Gehalt im Ablauf liegt unter 36 mg/l. Er unterschreitet damit den bei den meisten Direkteinleitern festgelegten Grenzwert von 50 mg/l für industrielle Abwässer. Ein nachgeschalteter Aktivkohlefilter entfernt weitere Spuren bis zu einem Restgehalt von 10 mg/l.

Inzwischen setzt die tschechische Firma Spol-Chemie in Usti nad Labem an der Elbe die Anlage zur Entgiftung ihrer Abwässer ein. „Bedingt durch die Erweiterung der EU müssen alle Staaten strengere Umweltnormen erfüllen. Viele können sich jedoch Ionenaustauscher nicht leisten“, erklärt Wagner-Döbler. Gegenüber den Ionenaustauschern erfordere der Bioreaktor nur ein Drittel der Investitions- und etwa die Hälfte der Betriebskosten. Als ein interessantes Anwendungsgebiet sieht sie auch die Waschwässer der quecksilberhaltigen Abluft aus Gas- und Kohlekraftwerken. U. SCHIELE-TRAUTH

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