Biologischer Abbau von Mikroplastik durch „PlasticWorms“

Mann in kniender Position schwenkt das Drehrad einer Siebfilteranlage
© Julian Eckert

An der Fakultät Bioingenieurwissenschaften der HSWT wird ein innovatives biologisches Verfahren entwickelt, bei dem Würmer und Mikroorganismen Mikroplastik in Kläranlagen abbauen können.

Mikroplastik ist in aller Munde und oft so klein, dass es mit bloßem Auge nicht zu erkennen ist. Es entsteht an vielen Stellen des täglichen Lebens und verursacht große Probleme für Mensch und Umwelt. Da Mikroplastik auch im Abwasser vorkommt und nach heutigem Stand der Technik in Kläranlagen noch nicht vollständig entfernt werden kann, sind neue Lösungsansätze gefragt. Abhilfe könnte das Forschungsprojekt PlasticWorms der HSWT schaffen.

Prof. Dr. Sabine Grüner-Lempart, Inhaberin der HTA-Forschungsprofessur „Sustainable Bioengineering“, ist es zusammen mit ihrem Team gelungen, durch den Einsatz von Würmern und Mikroorganismen in einem biologischen Verfahren Mikroplastik abzubauen Die entwickelte Technologie soll nun in einer Kläranlage in der Praxis erprobt und optimiert werden, um sich als ideale Ergänzung zu den bisherigen drei Reinigungsstufen in Kläranlagen zu etablieren.

Würmer und Mikroorganismen – ein starkes Team gegen Mikroplastik

Der Abbau von Mikroplastik erfolgt in einem Biorieselbettreaktor, der natürliche Lavasteine aus der Vulkaneifel enthält. Deren poröse Oberfläche bietet einen optimalen Lebensraum für Mikroorganismen und Würmer. Bakterien und Pilze bilden dort einen Biofilm, der als Grundlage für den Abbau des Mikroplastiks dient. Zusätzlich werden Würmer wie Egel oder Fadenwürmer eingesetzt, die in Symbiose mit den Mikroorganismen leben. Die Würmer übernehmen die Vorzerkleinerung der Kunststoffpartikel, während die Mikroorganismen den Kunststoff in seine molekularen Bestandteile zerlegen. Das Ergebnis: schadstofffreie Biomasse und mikroplastikfreies Wasser für Mensch und Umwelt.

Im Labormaßstab konnte bereits gezeigt werden, dass der biologische Abbau von Mikroplastik funktioniert. Der Kooperationspartner ZWT Wasser- und Abwassertechnik GmbH aus Bayreuth konstruiert aktuell eine Pilotanlage im industriellen Maßstab von fünf Kubikmetern. Diese wird voraussichtlich ab Juli 2024 in der Kläranlage Petershausen (Landkreis Dachau) eingesetzt. Die innovative Technologie basiert ausschließlich auf natürlichen Materialien, Prozessen und Lebewesen und hat damit das Potenzial, sich als nachhaltiges Standardverfahren in Kläranlagen zu etablieren und langfristig Mensch und Umwelt durch mikroplastikfreies Wasser zu schützen.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) gefördert.

Wissenstransfer für die Bevölkerung

Um die Bürgerinnen und Bürger über das Forschungsprojekt und die Pilotanlage zu informieren, wird eine Informationstafel vor Ort in Petershausen aufgestellt. In Kooperation mit der youknow GmbH aus München ist zudem ein aussagekräftiges Erklärvideo zum Projekt PlasticWorms entstanden (siehe am Ende der News).

  • Mikroskopaufnahme mit weißen Klümpchen auf schwarzem Hintergrund
    PVC-Partikel (< 250 µm) als Modellsubstanz für Mikroplastik unter dem Digitalmikroskop © Julian Eckert
  • Mikroskopaufnahme eines hellbraunen Wurms mit dunkelbraun gestreiften Segmenten, sichtbar auch die Gliedmaßen
    Superwurm auf einem Lavastein mit Biofilm unter dem Mikroskop © Julian Eckert
  • Mikroskopaufnahme
    Lavastein mit Biofilm und Mikroplastik im getrockneten Zustand unter dem Digitalmikroskop © Julian Eckert
  • Mikroskopaufnahme
    Nematoden (Fadenwürmer) unter dem Digitalmikroskop © Julian Eckert
  • Mittelgroßer poröser feuchter Stein, auf dem ein Egel sitzt
    Egel auf Lavastein mit Biofilm © Julian Eckert
  • Mikroskopaufnahme: weißer Überzug auf dunklem Stein
    Lavastein mit Biofilm im feuchten Zustand unter dem Digitalmikroskop © Julian Eckert
  • Schematische Zeichnung mit vier verschiedenen Stadien des Abbaus
    Einzelne Stufen des biologischen Abbaus von Mikroplastik im Labormaßstab © Julian Eckert
  • Gesamtaufnahme der technischen Anlage im Freien
    Rotierender Siebfilter zur Probenahme von Mikroplastik im Ablauf der Kläranlage Petershausen © Julian Eckert
  • Luftbildaufnahme mit 6 rechteckigen Wasserbecken verschiedener Größe im Anschluss an ein mit roten Ziegeln gedecktes Gebäude
    Kläranlage Petershausen © ZWT Wasser- und Abwassertechnik GmbH

Biologischer Abbau von Mikroplastik durch „PlasticWorms“

Mann in kniender Position schwenkt das Drehrad einer Siebfilteranlage
© Julian Eckert

An der Fakultät Bioingenieurwissenschaften der HSWT wird ein innovatives biologisches Verfahren entwickelt, bei dem Würmer und Mikroorganismen Mikroplastik in Kläranlagen abbauen können.

Mikroplastik ist in aller Munde und oft so klein, dass es mit bloßem Auge nicht zu erkennen ist. Es entsteht an vielen Stellen des täglichen Lebens und verursacht große Probleme für Mensch und Umwelt. Da Mikroplastik auch im Abwasser vorkommt und nach heutigem Stand der Technik in Kläranlagen noch nicht vollständig entfernt werden kann, sind neue Lösungsansätze gefragt. Abhilfe könnte das Forschungsprojekt PlasticWorms der HSWT schaffen.

Prof. Dr. Sabine Grüner-Lempart, Inhaberin der HTA-Forschungsprofessur „Sustainable Bioengineering“, ist es zusammen mit ihrem Team gelungen, durch den Einsatz von Würmern und Mikroorganismen in einem biologischen Verfahren Mikroplastik abzubauen Die entwickelte Technologie soll nun in einer Kläranlage in der Praxis erprobt und optimiert werden, um sich als ideale Ergänzung zu den bisherigen drei Reinigungsstufen in Kläranlagen zu etablieren.

Würmer und Mikroorganismen – ein starkes Team gegen Mikroplastik

Der Abbau von Mikroplastik erfolgt in einem Biorieselbettreaktor, der natürliche Lavasteine aus der Vulkaneifel enthält. Deren poröse Oberfläche bietet einen optimalen Lebensraum für Mikroorganismen und Würmer. Bakterien und Pilze bilden dort einen Biofilm, der als Grundlage für den Abbau des Mikroplastiks dient. Zusätzlich werden Würmer wie Egel oder Fadenwürmer eingesetzt, die in Symbiose mit den Mikroorganismen leben. Die Würmer übernehmen die Vorzerkleinerung der Kunststoffpartikel, während die Mikroorganismen den Kunststoff in seine molekularen Bestandteile zerlegen. Das Ergebnis: schadstofffreie Biomasse und mikroplastikfreies Wasser für Mensch und Umwelt.

Im Labormaßstab konnte bereits gezeigt werden, dass der biologische Abbau von Mikroplastik funktioniert. Der Kooperationspartner ZWT Wasser- und Abwassertechnik GmbH aus Bayreuth konstruiert aktuell eine Pilotanlage im industriellen Maßstab von fünf Kubikmetern. Diese wird voraussichtlich ab Juli 2024 in der Kläranlage Petershausen (Landkreis Dachau) eingesetzt. Die innovative Technologie basiert ausschließlich auf natürlichen Materialien, Prozessen und Lebewesen und hat damit das Potenzial, sich als nachhaltiges Standardverfahren in Kläranlagen zu etablieren und langfristig Mensch und Umwelt durch mikroplastikfreies Wasser zu schützen.

Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) gefördert.

Wissenstransfer für die Bevölkerung

Um die Bürgerinnen und Bürger über das Forschungsprojekt und die Pilotanlage zu informieren, wird eine Informationstafel vor Ort in Petershausen aufgestellt. In Kooperation mit der youknow GmbH aus München ist zudem ein aussagekräftiges Erklärvideo zum Projekt PlasticWorms entstanden (siehe am Ende der News).

  • Mikroskopaufnahme mit weißen Klümpchen auf schwarzem Hintergrund
    PVC-Partikel (< 250 µm) als Modellsubstanz für Mikroplastik unter dem Digitalmikroskop © Julian Eckert
  • Mikroskopaufnahme eines hellbraunen Wurms mit dunkelbraun gestreiften Segmenten, sichtbar auch die Gliedmaßen
    Superwurm auf einem Lavastein mit Biofilm unter dem Mikroskop © Julian Eckert
  • Mikroskopaufnahme
    Lavastein mit Biofilm und Mikroplastik im getrockneten Zustand unter dem Digitalmikroskop © Julian Eckert
  • Mikroskopaufnahme
    Nematoden (Fadenwürmer) unter dem Digitalmikroskop © Julian Eckert
  • Mittelgroßer poröser feuchter Stein, auf dem ein Egel sitzt
    Egel auf Lavastein mit Biofilm © Julian Eckert
  • Mikroskopaufnahme: weißer Überzug auf dunklem Stein
    Lavastein mit Biofilm im feuchten Zustand unter dem Digitalmikroskop © Julian Eckert
  • Schematische Zeichnung mit vier verschiedenen Stadien des Abbaus
    Einzelne Stufen des biologischen Abbaus von Mikroplastik im Labormaßstab © Julian Eckert
  • Gesamtaufnahme der technischen Anlage im Freien
    Rotierender Siebfilter zur Probenahme von Mikroplastik im Ablauf der Kläranlage Petershausen © Julian Eckert
  • Luftbildaufnahme mit 6 rechteckigen Wasserbecken verschiedener Größe im Anschluss an ein mit roten Ziegeln gedecktes Gebäude
    Kläranlage Petershausen © ZWT Wasser- und Abwassertechnik GmbH

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