Kern des Verbundvorhabens Med-zeroSolvent ist die Entwicklung eines mehrstufigen Verfahrens zur Aufbereitung lösungsmittelhaltiger Prozesswässer aus der Herstellung von Dialysemembranen. Im Projekt werden insbesondere Versuche zum Abbau von N,N-Dimethylacetamid (DMAc) durchgeführt. Zur Bewertung der Übertragbarkeit des entwickelten Verfahrens dient als Lösungsmittelalternative N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP). Der Schwerpunkt der bisherigen Arbeiten lag auf der Fortführung der Laborversuche, die als Grundlage für die im nächsten Jahr vorgesehenen Pilotversuche dienen. Darüber hinaus standen die Entwicklung von Methoden zum Nachweis der relevanten Substanzen und zur ökotoxikologischen Bewertung der unbehandelten und behandelten Prozesswässer im Vordergrund. Des Weiteren wurde die Entwicklung der Pilotanlage vorangetrieben.
Die Methoden zum Nachweis von NMP, DMAc, DMA und BPA wurden entwickelt und sind zum Teil bereits verifiziert. Eine Methode zur Online-Bestimmung von DMAc durch UV/Vis-Spektroskopie befindet sich gegenwärtig in der Entwicklung. Im Fokus stehen die Kalibrierung für unterschiedlich belastete Teilströme und die automatisierte Probeaufbereitung für einen ungestörten DMAc-Nachweis.
Die Laborversuche zum Abbau von DMAc in zweistufigen Vertikalfiltern wurden fortgesetzt. Im Vordergrund stand u. a. die Bestimmung der bei hohen Zulaufkonzentrationen erreichbaren Restkonzentrationen. Dazu wurden einerseits Untersuchungen mit synthetischen DMAc-Lösungen, andererseits mit realem Abwasser aus der Membranproduktion durchgeführt. Eine Versuchsreihe zum Abbau von DMAc und NMP in Biofilmreaktoren (MBBR) wurde im Oktober abgeschlossen. Die Ergebnisse wurden zur Anpassung der Verfahrensführung der geplanten Pilotanlage genutzt. Daneben sind die im vergangenen Jahr begonnenen anaeroben Abbauversuche fortgesetzt worden. Gegenwärtig werden Batchtests zur Ermittlung des Biogaspotenzials von NMP durchgeführt.
Abbildung 1 (rechts): MBBR-Stufe der Pilotanlage während der technischen Ausrüstung beim Projektpartner DAS Environmental Expert GmbH (Quelle: Thomas Schalk, Professur für Siedlungswasserwirtschaft)
Die Laborversuche bilden im Wesentlichen den ersten Schritt der Abwasserbehandlung. Für die innerbetriebliche Nutzung des biologisch behandelten Abwassers ist eine weitergehende Aufbereitung mit einem Membranverfahren vorgesehen. Derzeit wird die Eignung verschiedener Membranen in Labortests mit Abwasser aus den biologischen Abbauversuchen untersucht. Die Ergebnisse werden zur Auslegung eines Moduls zur Behandlung des Abwassers aus der Pilotanlage genutzt.
Die Planung des biologischen Teils der Pilotanlage und die Beschaffung der dafür erforderlichen Komponenten wurden abgeschlossen. Die Verfahrensstufen befinden sich momentan in der Fertigung. Die erste Stufe der Pilotanlage wird als trägergestützte Biologie (MBBR) als Containerlösung ausgeführt und bis Ende 2022 fertiggestellt. Mit der Errichtung der nachgeschalteten zweistufigen Vertikalfilteranlage ist begonnen worden. Das Steuerungssystem der Pilotanlage ist so angelegt, dass über eine mit der SPS kommunizierende Simulationssoftware ein digitaler Zwilling geschaffen werden kann, der entweder in Echtzeit die Prozesse der Pilotanlage abbilden kann oder Aussagen über das Anlagenverhalten für geplante Lastzustände zulässt.
Abbildung 2 (links): Aufbau der Bodenfilterstufe für die Pilotanlage durch den Projektpartner wasserWerkstatt (Quelle: Thomas Schalk, Professur für Siedlungswasserwirtschaft)
Neben den Untersuchungen zur Methodenentwicklung und zur Abwasserbehandlung sind in weiteren zwei Werken Prozessanalysen zur Erfassung der Prozesswasserströme aufgenommen worden. In einem weiteren Werk werden die bisher durchgeführten Untersuchungen zur Energieoptimierung, insbesondere zur Wärmeerzeugung und zur Wärmenutzung weiter vertieft.
Das Projekt wurde anlässlich der Mitgliederversammlung der Gesellschaft zur Förderung der Siedlungswasserwirtschaft an der TU Dresden e.V. vorgestellt sowie zur Einweihung des Karl-Franz-Busch-Technikums der Fachrichtung Hydrowissenschaften der TU Dresden.
