Im Projekt Med-zeroSolvent wird ein energieoptimiertes, mehrstufiges Verfahren zur Aufbereitung lösungsmittelhaltiger Prozesswässer aus der Membranherstellung entwickelt mit dem Ziel, aufbereitete Prozesswässer im Kreislauf zurück in den Herstellungsprozess zu führen. Neben technischen Biofilm- und Membranverfahren sind angepasste, naturnahe Behandlungsverfahren wesentliches Kernelement der zu entwickelnden Verfahrenskombination.
In den letzten Monaten lag der Schwerpunkt der Untersuchungen auf dem Betrieb der Pilotanlage, insbesondere auf der Leistung der beiden Stufen MBBR und Vertikalfilter. Neben dem Routinebetrieb war der Einfluss einer zweiwöchigen Betriebsunterbrechung auf die Reinigungsleistung von besonderem Interesse.
Grundsätzlich ist die Kombination der beiden Verfahren sehr leistungsfähig. Die nachgeschaltete Vertikalfilterstufe kann hohe organische Frachten aus dem MBBR puffern und so eine hohe Reinigungsleistung des Gesamtsystems sicherstellen.
Die Ergebnisse zeigen aber auch, dass zum Erreichen des Aufbereitungsziels eine Vereinfachung des Verfahrensablaufs möglich ist. Für die technische Umsetzung kommen damit zwei Anlagenkonzepte in Betracht. Dies sind zum einen zweistufige Vertikalfilter, zum anderen zweistufige MBBR. Mit beiden Verfahren können Zulaufkonzentrationen im Bereich von 0,9 % DMAc (entsprechend 1,7 g CSB/L) behandelt werden.
Zur Auswahl des Nachbehandlungsverfahrens für das biologisch gereinigte Abwasser sind Tests mit verschiedenen Membranen durchgeführt worden. Im Ergebnis wurden zwei Membranen ausgewählt, mit denen Nitrat zurückgehalten werden kann.
Ausgehend von den Versuchsergebnissen sind Bemessungsdaten für die Auslegung der beiden großtechnisch relevanten Varianten (MBBR, Pflanzenkläranlage) zusammengestellt worden. Im nächsten Schritt folgt die Auslegung der beiden Varianten mit anschließendem Variantenvergleich. Vor der technischen Umsetzung sind weitergehende Tests mit einer optimierten Vertikalfiltervariante in Planung.
Da DMAc anaerob gut abbaubar ist, wird gegenwärtig ein Konzept erstellt, mit dem DMAc-Konzentrate (> 40 % DMAc) in anaeroben Schlammstabilisierungsanlagen mitbehandelt werden können.
Für die Erstellung des Simulationsmodells wurden weitere labortechnische Untersuchungen durchgeführt. Die vereinfachte Annahme der modelltechnischen Abbildung der Abbauprozesse durch eine einheitliche Biomasse ist zwar prinzipiell ausreichend. Allerdings hat sich die modelltechnische Implementierung verschiedener Biomassen zur Verwertung der Zwischenprodukte als sinnvoll erwiesen, da sie zu einer besseren Übereinstimmung zwischen Simulation und Messdaten führte. Daher wurde das bestehende Simulationsmodell auf Grundlage von Langzeitatmungstests für die Einzelsubstrate Acetat, Methanol, DMAc und DMA optimiert.
Veröffentlichungen:
Schalk T., Sievers-Liebschner J., Schubert S., Freitag-Stechl D., Siebdrath N., Dutczak S., Karpf C., Waschull J., Krebs P. (2024). Das Projekt Med-zeroSolvent. Biologische und weitergehende Aufbereitung lösungsmittelhaltiger Abwässer aus der Herstellung von Dialysemembranen. Symposium Hygiene & Nachhaltigkeit bei der Nierenersatztherapie. Lutherstadt Wittenberg, Tagungszentrum Stiftung Leucorea, 12./13. April 2024. Deutsche Gesellschaft für Angewandte Hygiene in der Dialyse e.V.
Siebdrath N. und Schalk T. (2023). Behandlung lösungsmittelhaltiger Prozessabwässer in einer Pilotanlage zur Etablierung effizienter Wasserkreisläufe in der Dialysemembranherstellung. Poster, P16. Industrietage Wassertechnik, 14.-15.11.2023, Frankfurt am Main.
