Allein in NRW gibt es rund 1.500 Regenklärbecken. Diese werden beispielsweise zur Behandlung von verschmutztem Niederschlagswasser von Straßen eingesetzt. Sie speichern und reinigen Niederschlagswasser bei Regen und geben es in angeschlossene Gewässer ab. Das Niederschlagswasser führt jedoch auch jede Menge Feinpartikel wie Mikroplastik mit sich, das in erster Linie durch den Abrieb von Autoreifen entsteht und sich von den Regenklärbecken aus in andere Gewässer weiter verteilen kann: Etwa ein Drittel des Mikroplastiks im Meer stammt heute von Reifen.

„Ein wichtiger Schritt wäre es deshalb, das Mikroplastik schon früh im Wasserkreislauf, beispielsweise in den Regenklärbecken, aus dem Wasser zu entfernen, bevor es in die Gewässer gelangt. In klassischen Regenklärbecken, deren Wirkung auf der Sedimentation beruht, funktioniert der Rückhalt dieser feinen und leichten Partikel jedoch nur sehr eingeschränkt “, erklärt Professor Dr. Nina Altensell, Expertin für Siedlungswasser- und Kreislaufwirtschaft an der Hochschule Bielefeld (HSBI).

Genau hierfür hat das Start-up MicroBubbles eine neuartige Behandlungsidee entwickelt. Diese hat sich Altensell im Wintersemester gemeinsam mit Studierenden des Bachelorstudiengangs Bauingenieurwesen, ihrem Kollegen Michael Koltermann und dem Physiker Tim Robertino Baumann aus dem Projekt InCamS@BI von HSBI und Universität Bielefeld angeschaut. Auch Baumann arbeitet bereits seit mehreren Jahren an einem Filter für Mikroplastik.

Die Technologie

Seit 2021 wird das Start-up MicroBubbles von der Bundesagentur für Sprunginnovationen (SPRIND) gefördert. Bis zum kommenden Mai hat MicroBubbles das Ziel, mit seinem Verfahren die Marktreife zu erlangen. Das steckt hinter ihrer Idee: Zur Entfernung des Mikroplastiks aus dem Wasser in Regenwasserbehandlungsanlagen wie Regenklärbecken nutzt MicroBubbles Milliarden winziger Blasen, die im Becken freigesetzt werden. Die Blasen bilden eine wolkenähnliche Struktur mit einer extrem hohen Dichte. Sie steigen im Wasser auf und ziehen dabei feinste Mikroplastikpartikel an. Diese werden gemeinsam mit den Blasen an die Wasseroberfläche transportiert.

„Dort können wir dann alle Verunreinigungen mit einer Art Skimmer entfernen, wie er für die Reinigung von Swimmingpools eingesetzt wird. Die einzelnen Partikel untersuchen wir dann im Nachgang im Labor“, erklärt Phillip Traphöner, Technischer Leiter bei MicroBubbles, seinen Gästen.

Die MicroBubbles im Einsatz

Die Studierenden des Bachelorstudiengangs Bauingenieurwesen schauten sich mit ihren Lehrenden während einer Exkursion im Wintersemester das Start-up MicroBubbles an.

Auch in Aktion können sich die Studierenden, Tim Robertino Baumann und Prof. Dr. Altensell das Verfahren anschauen: In einem Labor des Start-ups gibt es ein Modell eines Regenklärbeckens im Maßstab 1:10. Dieses ähnelt einem Aquarium mit Wänden aus Plexiglas. So kann von außen gut beobachtet werden, wie die kleinen Blasen im Wasser aufsteigen und dabei hydrophobe Schwebstoffe nach oben transportieren. Nach der Betrachtung im Labor fährt die Gruppe gemeinsam mit dem MicroBubbles-Team zu einem Regenklärbecken an der Mastbruchstraße in Paderborn. Dort führt Phillip Traphöner die Technologie vor und erklärt die technische Anlage.

„Durch unseren Besuch haben sich heute spannende Einblicke ergeben“, resümiert Nina Altensell. „MicroBubbles verfolgt einen Ansatz mit hohem Potential für den Schutz der Gewässer. Zudem könnte das Start-up künftig für unsere Studierenden ein spannender Arbeitgeber sein.“

Ein Filtersystem für das Abwasser von Haushalten

Auch an anderer Stelle im Wasserkreislauf, beispielsweise beim Abwasser von Haushalten, gibt es Ideen und Ansätze, um Mikroplastik auszufiltern. Tim Robertino Baumann ist Technologiescout im Transferprojekt InCamS@BI von HSBI und Universität Bielefeld – die Abkürzung steht für Innovation Campus für Sustainable Solutions. Der Biophysiker arbeitet seit mehr als drei Jahren an einem Filtersystem, das sich beispielsweise in Waschmaschinen einsetzen ließe. Denn insbesondere bei den ersten Waschgängen synthetischer Kleidungsstücke lösen sich viele Kunststoffpartikel und gelangen ins Abwasser – neben dem Abrieb von Autoreifen ein zweiter riesiger Verursacher von Mikroplastik. Diese Partikel könnte Baumanns Filtersystem auffangen. Inspiriert wurde der Wissenschaftler zu seiner Idee vom Riesenmanta: Der Fisch ernährt sich von Zooplankton und filtert die Kleinstlebewesen beim Schwimmen direkt aus dem Wasser.

„Könnte man das Abwasser von Waschmaschinen filtern, wäre das ein großer Stellhebel für die Verringerung des Mikroplastiks in unseren Gewässern“, erklärt Baumann das Ziel seines Ansatzes.

Zukünftige Zusammenarbeit

Den Besuch bei MicroBubbles nutzen Baumann und das Team des Start-ups zum fachlichen Austausch. Gemeinsam werden Pläne für eine weitere Zusammenarbeit festgelegt: Der Wissenschaftler will das Start-up beispielsweise bei der Suche nach einer Sensorik unterstützen. Mit dieser ließen sich die verschiedenen Bestandteile der ausgefilterten Partikel noch genauer erkennen und so möglicherweise auch gezielt entfernen. Auch weitere längerfristige Kooperationen etwa in Form von Abschlussarbeiten oder gemeinsamen Forschungsanträgen zwischen der HSBI und MicroBubbles sind denkbar.

Quelle: Hochschule Bielefeld