Die Ressource Wasser spielt sowohl im Großteil industrieller Prozesse als auch im kommunalen Bereich eine übergeordnete Rolle. So fallen beispielsweise bei der Herstellung von Kunststoffen große Mengen salzhaltiger (NaCl) Prozesswässer an, deren Entsorgung wirtschaftlich und ökologisch eine große Herausforderung darstellt.
In dem am DECHEMA-Forschungsinstitut durchgeführten Forschungsprojekt »Re-Salt« (BMBF, Förderkennzeichen 02WAV1408D) beschäftigen sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Arbeitsgruppe Elektrochemie mit der Rückführung salzhaltiger Prozesswässer. Der Fokus richtet sich dabei auf den Gesamtprozess: die Rückgewinnung des Rohstoffes NaCl sowie der Wiederverwertung der anfallenden Wässer. Ziele sind die Steigerung der Ressourceneffizienz, die Vermeidung von Stoffeinträgen in den natürlichen Wasserkreislauf und die Verminderung des Primärwasserbedarfs.
Das Rückführen von Prozesswässern steht dabei vor der Herausforderung, dass noch enthaltene (organische) Verunreinigungen im Spurenstoffbereich ( <mg/L) zu Störungen im Prozess oder zur Schädigung von Prozesskomponenten führen können. Eine am DECHEMA-Forschungsinstitut angewandte Methode zur Entfernung der organischen Spurenstoffe ist die Elektrosorption. Dabei werden Verunreinigungen potentialgesteuert adsorbiert oder desorbiert. Dieses Verfahren wurde bereits erfolgreich zur Wasserentsalzung eingesetzt (K.-M. Mangold et al. 2005) und zielt auf eine effizientere Entfernung und bessere Regeneration der Adsorbermodule im industriellen Einsatz ab(»Behandlung Prozess-/Abwässer«)
Die Eigenschaften der organischen Verunreinigungen haben dabei einen großen Einfluss auf die Elektrosorption, wodurch der Prozess gezielt auf spezifische Prozesswasserströme zugeschnitten werden kann. Wichtige Faktoren sind unter anderem das angelegte Potential und das polarisierte Adsorbermaterial. Gängige Adsorbermaterialien sind Aktivkohlen. Im Rahmen des Projekts werden darüber hinaus auch andere (i.d.R. kohlenstoffbasierte) Materialien getestet. Das Vorhaben zeichnet sich durch seine hohe Beteiligung an Industriepartnern und externen Forschungseinrichtungen aus: Covestro Deutschland AG (Verbundkoordinator), Donau Carbon GmbH, memsys GmbH, EnviroChemie GmbH, DVGW Technologiezentrum Wasser, Universität Duisburg-Essen, Technische Hochschule Köln. Bei Re-Salt werden am DECHEMA-Forschungsinstitut Grundlagenforschung mit industrieller Anwendung kombiniert, um die Prozessindustrie bei einer nachhaltigen und ressourcenschonenden Produktion zu unterstützen.
Literatur:
K.-M. Mangold, K. Jüttner, C. Weidlich, Patent DE 10218193 B4 (2005)
Bildquelle(n): Adobe.Stock (Kitsana)
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