Kläranlagen

Aufgrund ihrer hohen Adsorptionskapazität bzw. Bindigkeit sowie der Kationenaustauschkapazität ist Pflanzenkohle als Sorptionsmittel in Klär- und Filteranlagen geeignet.

In vielen Regionen Deutschlands sind Probleme mit Schadstoffen im Wasser noch nicht vollständig gelöst. Auch in Schwellenländern und Slumansiedlungen ist die Verfügbarkeit von hygienisch einwandfreiem Trink- und Brauchwasser stark eingeschränkt. Die klassische Abwasser-Reinigung erfolgt üblicherweise über eine mechanische Vorreinigungsstufe (z. B. mit Sieben, Rechen gefolgt von Absetzverfahren) anschließend erfolgt eine biologische Reinigung (z. B. Rieselfelder, Bodenfilter, Tropf-, Tauchkörper, Belebungsverfahren, Nitratverfahren, Faulverfahren) (Imhoff, Imhoff und Jardin, 2009). Untersuchungen zeigen, dass organische Substanzen durch Adsorption an Aktivkohle aus dem Wasser entfernt werden. Obwohl die Aktivkohle in der Lage ist, organische Stoffe aus dem Wasser zu filtern, bleiben ionische Substanzen wie Mineralien, Salz und Kalk im Wasser enthalten. Für die Entfernung solcher gelösten Salze (Ionen) werden Ionenaustauschmaterialien eingesetzt. 

Ein großes Problem im Wasser stellen Schadstoffe wie beispielsweise Schwermetalle, Pestizide und Stoffe anthropogenen Ursprungs dar. Durch die Landwirtschaft werden große Mengen Nitrat in Ackerböden eingebracht und treten über das Grundwasser wieder zutage. Quecksilber, Kadmium, Uran u. a. gelangen auch über Kunstdünger der Landwirtschaft in den Boden bzw. Grundwasser und sind bereits in sehr geringen Konzentrationen stark toxisch. Unzählige Substanzen werden eingesetzt, um Wasser mit immer höherem Kosten- und Energieaufwand zu reinigen. Auch der Einsatz von Chlor stellt mittlerweile erwiesenermaßen selbst wieder eine Gefahr dar.

Schadstoffe organischer als auch anorganischer Herkunft können durch den Einsatz von Pflanzenkohle als Filter von kontaminiertem Wasser immobilisiert bzw. abgetrennt werden. Dies beruht auf der Porosität und der großen Oberfläche von Pflanzenkohle. Zudem ist Pflanzenkohle negativ geladen mit Anionen wie Hydroxyl- und Carboxylgruppen, sie fungiert somit als Kationenaustauscher (Lee et al., 2010; Meyer, Glaser und Quicker, 2011;). Darüber hinaus besitzt der Kohlenstoff in Pflanzenkohle eine Graphitstruktur. Diese ermöglicht dem Kohlenstoff, mit anderen benachbarten Atomen oder Atomen von fremden Molekülen, lineare oder zyklische Bindungen einzugehen (R. Schlögl, 1994). Dadurch wird die Stabilität von Pflanzenkohle erhöht und somit seine Eigenschaft als Adsorbens verstärkt. 

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