Fraunhofer-Gesellschaft

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Innovationen in der Membranfiltration zur Industrieabwasserreinigung

 
: Voigt, Ingolf

Gulyas, H. ; TU Hamburg-Harburg, Gesellschaft zur Förderung der Forschung und Entwicklung der Umwelttechnologien:
26. Hamburger Kolloquium zur Abwasserwirtschaft 2014 : Themenschwerpunkte: Entwässerungskonzepte, Gewässerschutz, Abwasserwirtschaft und Energie, Schlammentsorgung, Industrieabwasser; Hamburg, 23. und 24. September 2014
Hamburg: GFEU, 2014 (Hamburger Berichte zur Siedlungswasserwirtschaft 86)
ISBN: 978-3-942768-11-5 (ISBN)
pp.191-200
Kolloquium zur Abwasserwirtschaft <26, 2014, Hamburg>
German
Conference Paper
Fraunhofer IKTS ()
Nanofiltration; Nanofiltrationsmembran; Keramikmembran; Sol-Gel-Synthese; elektrochemische Bearbeitung

Abstract
Membranverfahren sind bereits als schonendes, energiearmes und umweltverträgliches Trennverfahren vielfältig im Einsatz. Überwiegend werden dabei Polymermembranen verwendet. In vielen Fällen einer produktionsintegrierten Membrantrennung treten jedoch hohe Temperaturen und aggressive chemische Bedingungen auf, die den Einsatz von Polymermembranen ausschließen und anorganische Membranen erfordern. Keramische Membranen nehmen in der Mikrofiltration und Ultrafiltration bereits einen festen Platz ein und werden dort verwendet, wo hohe Temperaturen, extreme pH-Werte, abrasive Inhaltsstoffe, Oxidationsmittel und/oder hohe Feststoffgehalte vorliegen. Durch das Hermsdorfer Institut für Technische Keramik (HITK) wurden keramische Nanofiltrations-Membranen (NF-Membranen) mit einer Trenngrenze von 450 Da entwickelt. Im Bereich der Wasseraufbereitung, der Produktreinigung, der Behandlung von Biomasse und dem Rückhalt von Katalysatoren wurden bereits Anwendungen mit der keramischen NF-Membran realisiert. Einige Versuche zeigten jedoch einen unzureichenden Rückhalt der keramischen NF-Membranen oder einen schnellen Abfall des Membranflusses auf Grund von Porenverblockung. Daher erfolgt die Weiterentwicklung der keramischen NF-Membranen hin zu kleineren Trenngrenzen. Der neuartige Ansatz besteht in einer modifizierten Sol-Gel-Technologie und einer optimierten TiO 2/ZrO 2-Zusammensetzung. Die modifizierte Sol-Gel-Synthese und anschließende Temperung unter inerten Bedingungen führt zur Abscheidung definierter Schichten mit einer Schichtdicke von 50 nm. Die Membranerprobung zur produktionsintegrierten Abwasserreinigung wird am Beispiel der Aufbereitung von Spül- und Reinigungsbädern aus der Metallverarbeitung vorgestellt. In der Metallbearbeitung werden durch den Einsatz der abtragenden Fertigungsverfahren ECM (Electrochemical Machining) und TEM (Thermal Engery Machining) Metalloberflächen funktionalisiert. Zur Nachbehandlung der bearbeiteten Komponenten kommen verschiedene wässrige Reiniger zum Einsatz. Auf Grund der elektrochemisch bzw. thermochemisch induzierten Vorgänge reichern sich in den Reinigungsbädern Metallsalze an, welche die Standzeit der Reiniger stark negativ beeinflussen. Ziel des Einsatzes der NF-Membran war es, die Standzeit der eingesetzten Reinigungsbäder durch gezieltes Abtrennen von Metallsalzen und Rückführung der Reinigungstenside zu erhöhen und gegebenenfalls offene Medienkreisläufe zu schließen.

: http://publica.fraunhofer.de/documents/N-336995.html