Ecopotfilter – Modulare, biopolymerbasierte Wasserfiltration zur Entfernung von Schwermetallionen

Die Ecopotfilter-Plattform stellt ein modulares, intelligentes System für die nachhaltige Reinigung und Wiederverwendung von Grau- und Abwasser dar, das kostengünstige, biologisch abbaubare Biopolymere nutzt. Sie wurde in drei Innovationsphasen entwickelt:
(1) ChiCel, ein Chitosan-Cellulose-Filter, dessen Fähigkeit zur Entfernung von Schwermetallen nachgewiesen wurde (Gholami et al., 2020);
(2) Ecopots, koppelbare pflanzenbasierte Module, die ChiCel-Filter sowie Varianten zur Entfernung von E. coli und zur Phytosanierung integrieren (Daten in Veröffentlichung); und
(3) ChiCel–Ac, ein mit Zitronensäure vernetzter Filter, der derzeit für die selektive Entfernung von Li⁺, Ca²⁺ und Mg²⁺ entwickelt wird.
Das System kombiniert abiotische und biotische Filtration. Als recycelbare und skalierbare Lösung überbrückt es die Lücke zwischen Laborinnovation und realer Anwendung für industrielle, kommunale und häusliche Nutzungen und steht im Einklang mit der deutschen Wasserstrategie 2023–2050 sowie den SDGs 6, 9, 12 und 13.

Der Ecopotfilter ist eine bio-inspirierte, modulare Wasseraufbereitungsplattform, die lebende und unbelebte Filtrationsprozesse in ein regeneratives, recycelbares System integriert. Aufbauend auf unserer veröffentlichten Umweltforschung zu Chitosan–Cellulose-Membranen und nasslandbasierten Biofiltrationssystemen (Gholami et al., 2020; Mahmoudpour & Gholami et al., 2021), adressiert die Innovation die dringende Herausforderung von toxischen Schwermetallen, bakteriellen Kontaminationen und nährstoffreichem Abwasser aus industriellen und landwirtschaftlichen Aktivitäten in Industrie- und Entwicklungsregionen.

Das System entwickelt sich in drei Entwicklungsphasen:
(1) ChiCel-Filter, deren Fähigkeit zur Entfernung von über 90 % der Schwermetalle wie Pb²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺ und Cr³⁺ nachgewiesen wurde;
(2) Ecopot-Einheiten, modulare pflanzenbasierte Filter, die ChiCel- und ChiCel–Cu-Varianten zur Entfernung von E. coli und zur Phytosanierung kombinieren (Gholami et al., 2025 eingereicht); und
(3) ChiCel–Ac-Filter, die zur selektiven Adsorption und Rückgewinnung von Li⁺, Ca²⁺ und Mg²⁺ entwickelt werden.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Systemen wie Umkehrosmose (RO) oder Advanced Oxidation Processes (AOP) arbeitet der Ecopotfilter mit minimalem Energieeinsatz, ohne aggressive Chemikalien und ist vollständig biologisch abbaubar. Das Ergebnis ist eine kostengünstige, skalierbare und zirkuläre Lösung für die dezentrale Behandlung von Grauwasser und industriellem Abwasser – im Einklang mit der Nationalen Wasserstrategie Deutschlands von 2023 sowie den SDGs 6, 9, 12 und 13.