Kurzfassung

Der Versuch, Billigsorbentien aus Abfallbiomasse der Forst-, Agrar- und Fischereiwirt-schaft sowie aus nachwachsenden Rohstoffen in der Wasserreinigung einzusetzen, ist eine Alternative zu konventionellen End-of-Pipe-Verfahren. Unter "Biosorption" versteht man dabei allgemein eine passive physikalische, bzw. chemische Anlagerung eines Sorptivs an Biomasse. Im Besonderen ist damit die Bindung einer chemischen Substanz an ein Biopolymer ohne metabolische oder aktive Aufnahme durch lebende Zellen gemeint.

Im Rahmen dieser Arbeit wurden naturbelassene und modifizierte Billig-Biosorbentien aus Hanfschäben zur Entfernung organischer Schadstoffe aus Wässern hergestellt und ihre physikalischen, chemischen und sorptiven Eigenschaften in Batch- und Filterversuchen untersucht. Wegen der Komplexheit des Systems "Biosorption organischer Wasserschad-stoffe" wurden die ermittelten Sorptionsisothermen mit den Ansätzen nach Langmuir und Freundlich beschrieben. Die Sorptionskinetik und das Durchbruchsverhalten wurde ebenfalls mit einfachen Ansätzen modelliert.

Naturbelassene Hanfschäben erreichten Kationenaustauschkapazitäten von 0,1-0,3mmol/g, entsprechend modifizierte Hanfschäben ca. 2mmol/g. Kationisierte Hanfschäben dagegen erreichten Anionenaustauschkapazitäten von 0,34mmol/g und thermisch modifizierte Hanfschäben sorbierten bis über 1,2mmol/g Dichlorphenol. Bei der Behandlung eines Ab-wassers aus einer Textilfärberei beschränkte sich die Reinigungsleistung der hergestellten Biosorbentien auf eine Entfärbung. Nach Schadstoffbeladung können die Hanfschäben regeneriert, thermisch verwertet oder kompostiert werden.

Sorption of organic water pollutants on dead vegetable biomass

Abstract

The attempt to use low-cost sorbents from waste biomass arising in forestry, agriculture, and fishery as well as from regenerative resources for the cleaning of water represents an alternative to conventional end-of-pipe processes. "Biosorption" is generally understood to be a passive physical or chemical deposition of a sorbate on biomass. In particular, it includes the binding of a chemical substance to a biopolymer without a metabolic or active uptake by living cells.

Within the framework of the activities described here, natural and modified low-cost biosorbents from hemp shives have been produced for the removal of organic pollutants from water. Furthermore, their physical, chemical, and sorptive properties have been investigated in batch and filter experiments. Due to the complexity of the system of "biosorption of organic water pollutants", the sorption isotherms obtained were described using the approaches of Langmuir and Freundlich. The sorption kinetics and break-through behavior were modeled using simple approaches.

Natural hemp shives reached cation exchange capacities of 0.1 - 0.3 mmol/g. A value of about 2 mmol/g was achieved for modified hemp shives. Cationic hemp shives reached anion exchange capacities of 0.34 mmol/g. By thermally modified hemp shives, more than 1.2 mmol/g dichlorophenol were sorbed. Treatment of waste waters from textile dyeing was limited to a decolorization using the biosorbents produced. Upon loading with the pollutants, the hemp shives can be regenerated, reused thermally, or composted.