Cleanwaste - Nachhaltige biokatalytische Reduzierung persistenter organischer Verbindungen für eine bessere Abwasserqualität

 

Ziel

Das Ziel des vorliegenden Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen Verfahrens zur Reduzierung der Belastung von Abwässern mit endokrinen Spurenstoffen durch den Einsatz trägergebundener Enzyme, die in einer biologisch verträglichen und durchgehend porösen mineralischen Matrix immobilisiert werden. Das Projektziel der InnoTERE liegt einmal in der Herstellung und Formgebung von Calcium-Phosphat-Zementen (CPC), die als Enzymträger für die Wasserbehandlung unter Laborbedingungen geeignet sind und zweitens in der Übertragung des Konzepts auf ein CPC-Trägermaterial, das den wirtschaftlichen und technologischen Anforderungen in den vielfältigen Einsatzgebieten der Biotechnologie entspricht.


Beschreibung

Das Gesamtziel des Projektes ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Eliminierung von persistenten endokrinen Spurenstoffen aus Abwässern. Damit sollen diese Stoffe insbesondere in kleinen und kleinsten Kläranlagen mittels eines Enzym-basierten Biokatalysators soweit umgewandelt werden, dass sie ihr schädliches Potential verlieren.

Das Projekt verfolgt den Ansatz, trägergebundene Enzyme, die den Abbau endokriner Spurenstoffe bewirken, in eine maßgeschneiderte, poröse mineralische Matrix einzubinden. Sie soll einen Schutz vor Auswaschung und mechanischen Einflüssen bieten und eine gute Durchströmung und damit einen Zugang der Substrate zu den immobilisierten Enzymen erlauben. Die poröse Matrix wird durch 3D-Druck einer geeigneten Zementmasse erzeugt. In diese Matrix werden die Enzyme unter Verwendung eines auszuwählenden Einbindungskonzeptes fixiert und die erzielbare Aktivität unter diesen Bedingungen untersucht. Durch Einbindung spezieller Antibiofoulingwirkstoffe soll des Weiteren eine Enzymdeaktivierung verhindert werden. Neben der Enzymträgerentwicklung wird auch die Verfahrensführung an den enzymgekoppelten porösen Träger angepasst werden und das Konzept auf ein CPC-Trägermaterial übertragen werden, das den wirtschaftlichen und technologischen Anforderungen des neuen Einsatzgebietes entspricht. Die prinzipielle Eignung der von InnoTERE entwickelten CPC-Pasten für den 3D-Druck wurde für medizintechnische Anwendungen bereits nachgewiesen. Daten über die Verträglichkeit der InnoTERE-Zemente mit verschiedenen Wirkstoffen bis hin zu lebenden Zellen (Bakterien und Hefen) liegen ebenfalls vor. Im Projekt Cleanwaste wird gemeinsam mit den Kooperationspartnern ein drängendes ökologisches Problem mit einem neuen Lösungsansatz angegangen.

Publikation

Publikationen sind geplant

Dieses Projekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert.

Förderkennzeichen: KF2679102RE4