TP 2: Neue Aufbereitungstechniken

Die Umsetzung von Wasserspar- und -aufbereitungsmaßnahmen in Industrieparks erfordert neben einer grundlegend konzeptionellen Analyse der Ist-Situation und Bewertung der Potenziale  auch konkret die Effizienzsteigerung von Verfahren und Prozessketten zur Abwasserreinigung, um möglichst hohe Prozesswasserqualitäten bei geringen Betriebskosten zur Verfügung stellen zu können. Diese Herausforderungen werden in TP 2 exemplarisch anhand salzhaltiger und organisch verschmutzter Abwässer aus Produktionsprozessen eines Beispielindustrieparks aufgezeigt. Weiterhin wird auch die Verfahrenskopplung bzw. Nacheinanderschaltung geprüft. 

Mögliche Verfahrenskopplung der Verfahren aus TP 2
Mögliche Verfahrenskopplung der Verfahren aus TP 2

TP 2.1 Reduzierung von refraktärem CSB ("Membrantechnik")

Die Membrantechnik in der Kombination mit einer Belebungsstufe (Membranbioreaktor - MBR) stellt ein großes Potenzial zur Wiederverwendung dar, da der Ablauf unabhängig von der sich ausbildenden Flockenstruktur feststofffrei sowie weitestgehend keimfrei/hygienisch ist. Der Schwerpunkt der Forschung der letzten zwei Jahrzehnte im Bereich der MBR-Technik lag bei der Identifizierung und Kontrolle des Biofoulings – also der Deckschichtbildung auf und in der Membran mit negativen Folgen für die Durchlässigkeit/Fluxleistung aufgrund der direkten Abhängigkeit zur benötigten Membranfläche. Ein Aspekt, der bisher nicht genauer untersucht wurde, ist jedoch der positive Einfluss der Deckschicht auf den Abbau von schwerst abbaubaren CSB. Im verfahrensorientierten TP 2.1 werden daher der CSB-Abbau in der Deckschicht und mögliche Einflussfaktoren genauer untersucht. Dies ist vor allem auch in Hinblick auf die mögliche Wiederverwendung des Permeats und der Gefahr der Aufkonzentrierung des inerten CSB durch die Mehrfachverwendung eine wichtige Fragestellung. Industriellen Abwässer mit einem hohen „nicht abbaubaren“ Anteil an C-Verbindungen, kommen z.B. aus der Papierindustrie, Hefeindustrie, Brennereien, Pharmaindustrie usw.

Untersuchung des Abbaupotentials des refraktären CSB in der Deckschicht bei der Membranbioreaktor-Technik (MBR)
Untersuchung des Abbaupotentials des refraktären CSB in der Deckschicht bei der Membranbioreaktor-Technik (MBR)

Teilprojektleitung: Prof. K.-H. Rosenwinkel, Prof. S. Köster, Dr. M. Beier, Institut für Siedlungswasserwirtschaft undAbfalltechnik der Leibniz Universität Hannover

TP 2.2 Salzbiologie in der Belüftung

Durch Salze wird das Belebtschlammverfahren auf viele Weisen beeinflusst. So ist bekannt, dass Salze die Koaleszenz von Blasen hemmen. Bei Druckbelüftungssystemen führt das dazu, dass die Gas/Wasser-Grenzfläche im Vergleich zu Reinwasserbedingungen stark zunimmt. Die damit einhergehende Verbesserung des Sauerstoffeintrages hat große Auswirkungen auf Planung und Effizienz der Belüftung. Industrieabwässer weißen oft hohe Konzentrationen verschiedener Salze auf. Wie dieser Umstand bei der Planung zu berücksichtigen ist, wird im TP 2.2 untersucht. Salze haben auch Einflüsse auf die Biozönose. So zeigen sich bei erhöhter Salinität starke Einbußen bei Leistungsfähigkeit und Absetzverhalten des Belebtschlammes. Durch eine optimierte Verfahrensführung und der Nachschaltung eines Mikrosiebes soll im Rahmen des TP 2.2 untersucht werden inwieweit der Schlammabtrieb verhindert, die Ablaufwerte verbessert sowie die Leistungsfähigkeit und Flexibilität des Belebtschlammverfahrens erhöht werden kann.

Teilprojektleitung: Prof. Dr.-Ing. M. Wagner; Prof. Dr.-Ing. M. Engelhart, Fachgebiet Abwassertechnik

TP 2.3 Anwendung von Entsalzungsverfahren im elektrischen Feld

Nach heutigem Stand der Technik beschränkt sich die Entsalzung von Abwasserströmen auf eine Aufsplittung in einen salzreichen Strom (Konzentrat) und einen salzarmen Strom (Diluat). Damit werden allerdings nicht nur Salze, sondern auch die meisten anderen Abwasserinhaltsstoffe entzogen und die Konzentrate müssen i.d.R. der Entsorgung zugeführt werden. Durch den Einsatz elektrochemisch getriebener Entsalzungsverfahren werden dem Abwasserstrom gezielt Inhaltstoffe entsprechend ihrer Ladung entzogen. Dies erleichtert eine Rohstoffrückgewinnung und ermöglicht die gezielte Elimination nicht verwertbarer Stoffe, wodurch die zu entsorgenden Restströme minimiert werden. In Labor- und Technikumsversuchen werden diese Möglichkeiten in Hinblick auf die Weiternutzung von Industrieabwasserteilströmen evaluiert.

Teilprojektleitung: Dr.-Ing. Eva Gilbert, EnviroChemie GmbH

Kontakt

Technische Universität Darmstadt

Fachgebiet Landmanagement

Franziska-Braun-Str. 7

64287 Darmstadt

BMBF-Förderkennzeichen: 02WAV1409A    |    Laufzeit: 01.10.2016-30.09.2019