In der heutigen Zeit ist Mikroplastik zu einem weit verbreiteten Umweltproblem geworden, das selbst in den entlegensten Regionen der Erde, wie der Antarktis, nachweisbar ist. Diese winzigen Kunststoffpartikel gelangen über die Nahrungskette in den menschlichen Organismus, was potenzielle Gesundheitsrisiken mit sich bringt. Eine bedeutende Quelle für Mikroplastik im Abwasser sind synthetische Textilien, die beim Waschen große Mengen dieser Partikel abgeben. Schätzungen zufolge werden pro Waschgang zwischen 12 und 1400 Milligramm Mikrofasern freigesetzt.
Die Deutschen Institute für Textil- und Faserforschung Denkendorf (DITF) haben daher einen innovativen textilen Kaskadenfilter entwickelt, der in der Lage ist, Mikroplastik effizient aus Abwässern zu entfernen. Obwohl Kläranlagen bereits in der Lage sind, bis zu 99 Prozent der Mikroplastikpartikel aus dem Wasser zu filtern, bleibt das Problem bestehen, da sie täglich große Mengen an Abwasser in die Umwelt einleiten. Hier setzt das neuartige Filtersystem an.
Traditionell kommen in der Abwasserreinigung mechanische und chemische Verfahren zum Einsatz. Bisher wurden Filterkaskaden hauptsächlich für die Analyse und Spezifizierung von Mikroplastikpartikeln genutzt. Die DITF haben jedoch gezeigt, dass textilbasierte Kaskadenfilter auch in industriellen Wäschereien effektiv Mikroplastik aus Wasch- und Spülwasser abtrennen können. Dies geschieht selbst bei niedrigem Wasserdruck, was die Anwendung des Systems in verschiedenen Umgebungen erleichtert. Das Filtersystem zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau und geringen Wartungsaufwand aus.
Der neu entwickelte Kaskadenmikrofilter besteht aus drei Stufen, die jeweils aus dreidimensionalen textilen Sandwich-Verbundfiltermedien aus Polypropylengewebe und einem 3D-Abstandsgewirk bestehen. Jede Stufe ist mit immer feineren Poren ausgestattet, sodass Mikroplastikpartikel mit einer Größe von bis zu 1,5 Mikrometern effektiv herausgefiltert werden können. Um die Reinigungsintervalle zu verlängern und die Effizienz des Filters zu optimieren, wurde ein Rückspülsystem integriert, das mit Druckluft arbeitet. Dieses System sorgt dafür, dass der „Filterkuchen“ vom Gewebe auf das Abstandsgewirk verschoben wird, wodurch Rückspülungen seltener notwendig sind und die Betriebszeit um bis zu 155 Prozent verlängert werden kann.
Feldversuche, die in einer industriellen Wäscherei und einer kommunalen Kläranlage durchgeführt wurden, haben die hohe Effizienz des Mikrofilterkaskadensystems bestätigt. Die Ergebnisse zeigen eine Abscheideleistung von 89,7 Prozent in der Wäscherei und sogar 98,5 Prozent in der Kläranlage, was bedeutet, dass das System einen erheblichen Beitrag zur Reduzierung der Mikroplastikbelastung in Gewässern leisten kann.
Die Kombination aus hoher Abscheideleistung, langer Lebensdauer des Filtermediums und der Flexibilität, das System an verschiedene Anwendungen und Größenordnungen anzupassen, macht die textilbasierte Filtertechnologie zu einer vielversprechenden Lösung für die Abwasserbehandlung. Darüber hinaus kann das an den DITF entwickelte Textilverbundmedium nicht nur in der Mikroplastikfiltration eingesetzt werden, sondern auch für andere Filtrationsanforderungen modifiziert werden.
Die Entwicklung dieses Kaskadenfilters stellt einen wichtigen Fortschritt im Kampf gegen Mikroplastik dar und zeigt das Potenzial von Textilinnovationen zur Lösung drängender Umweltprobleme. Die DITF bieten damit nicht nur eine technische Lösung, sondern tragen auch zur Sensibilisierung für die Problematik von Mikroplastik und dessen Auswirkungen auf die Umwelt bei. Wissenschaftler und Ingenieure, die an der Entwicklung dieser Technologien beteiligt sind, können so einen bedeutenden Beitrag zum Erhalt aquatischer Ökosysteme leisten und die Gesundheit der Menschen schützen.
