Eine elektrochemische Reinigung des schwermetallhaltigen Abwassers ohne Einsatz von Wasseraufbereitungschemikalien für eine effizientere Wasserkreislaufführung ist das Thema im Forschungsverbundprojekt NERA, das aufgrund der Wasser- und Ressourcenknappheit immer mehr in den Fokus rückt.
In den letzten WavE-Newslettern wurde berichtet, dass der Energieverbrauch für eine Reinigung des Abwassers, d.h. für die Entfernung der Metalle und Phosphate deutlich von etwa 8,5 kWh/m3 auf ca. 1,5 kWh/m3 verringert werden konnte. Wesentlich beigetragen haben hierzu eine Material- und Reaktorentwicklung sowie eine Prozessoptimierung. Mit einer Weiterentwicklung zu einer zweistufigen Fällung konnten sowohl phosphatarme Schwermetalle als auch schwermetallarme Phosphate zurückgewonnen werden. Dabei ermöglicht eine Zugabe von im Werk anfallendem Konzentrat aus der Umkehrosmose in die zweite Stufe eine weitgehende Fällung der Phosphate. Die Konzentrate fallen aktuell als Abwasser an. Die gewählte Verwertung führt einerseits zu einer Reduzierung der Abwassermenge und andererseits zu einer Entfernung der Härtebildner (Calcium, Magnesium) im Konzentrat, wodurch ein verbessertes Rohwasserrückgewinnungspotenzial in der Umkehrosmoseanlage entsteht.
Nun wurde die Proof-of-Concept-Anlage mit einem Volumen von 100 L in Betrieb genommen und getestet. Für den kontinuierlichen Betrieb konnten die bisherigen im Batch-Betrieb erzielten Ergebnisse bestätigt werden. D.h., eine wartungsarme und wasserchemikalienfreie Behandlung in der Proof-of-Concept-Anlage führt bei einem Energiebedarf von 1,5 kWh/m3 zu vergleichbar guten Reinigungsleistungen gegenüber der Laboranlage. Die Abbildung zeigt die Proof-of-Concept-Anlage.
Die bisher erzielten Ergebnisse wurden auf der 15. Aachener Tagung Wassertechnologie vom 25.-26.10.2023 und auf der 9. Industrietage Wassertechnik vom 14.-15.11.2023 in Frankfurt im Rahmen von Vorträgen vorgestellt und in Frankfurt zusätzlich anhand eines Posters erläutert.
