Im dritten Projektjahr lag der Fokus auf der Geometrie der Halbschalen. Ein neuer Rohstoff ersetzte erfolgreich das russische Original und reduzierte den Ausschuss. Probleme mit der Geradheit und Verformungen der Waben dienten zur weiteren Modifizierung. Durch verschiedene Granulierungsversuche und Anpassungen der Schlicker-Zusammensetzungen konnte der Rohausschuss bei der Herstellung der Trockenpress-Granulate verringert werden. Neue Versuche zur Granulatherstellung mittels eines Mischers waren weniger erfolgreich, da die resultierenden Granulate mangelhafte Rotationsscheiben ergaben. Weitere Optimierungen sind notwendig, um Verstopfungen und schlechte Materialfestigkeit zu beheben.
Bei der Membranentwicklung wurden auf allen von RKV gefertigten Prototypen am IKTS NF-Schichten synthetisiert. Die Charakterisierung erfolgt auf Basis eines Modellgemisches und GPC-Analytik. Da nicht für jede Geometrie Gehäuse am IKTS vorhanden sind, fanden einige Versuche auf RKV-Anlagen statt. Die Inbetriebnahme der eigenen GPC von Rauschert ist noch nicht abgeschlossen. Eine Beschichtung von Membranen (bis D=378 mm) erfolgt in Absprache mit Rauschert. Eine eigene Anlage für RS mit D=152 mm wurde in Betrieb genommen, aber die Charakterisierung unter dynamischen Bedingungen ist noch nicht abgeschlossen. Regelmäßige Analysen und Austausch zur GPC-Analytik sind im Gange, um den Einfluss der Prozessbedingungen auf den Membranrückhalt zu untersuchen.
Die Pilotanlage bei CHMS hatte wiederholt Probleme mit der Verstopfung der Kanäle durch Flusen, die sich bereits im Vorlagebehälter absetzten. Versuche mit Rohren mit höherem Kanaldurchmesser brachten keine Lösung. Daher sollen verschiedene Vorfilter getestet werden.
Abb. 1 (oben): Pilotanlage bei 3-stündigen Versuch zur Filtration von 1000 l Quelle: E.S.C.H.
Abb. 2 (rechts): Feed, Permeat und Retentat Quelle: Rauschert
In der Pilotanlage von ESCH wurden verschiedene Geometrietypen getestet, darunter Rohre, Halbschalen und Rotationsscheiben. Rotationsscheiben zeigten eine schlechtere Rückhaltung beim Feed, erreichten aber beim Konzentrat vergleichbare Werte wie andere Geometrien. Die Membranleistung war insgesamt sehr gut, was sich in klarem und optisch sauberem Permeat zeigte. Am Standort CHMS wurden ähnliche Ergebnisse erzielt, jedoch traten dort weiterhin Verstopfungen auf. Versuche mit Mehrkanalrohren erfüllten die Erwartungen und die Nutzung größerer Rotationsscheiben verbesserte die Pilotanlageleistung, was zu Anpassungen in der Anlagendimensionierung führte. Es wurde erkannt, dass nur Rotationsscheiben bestimmter Durchmesser brauchbar sind, da andere Prototypen wegen schlechter Abdichtungen oder Produktionsmethoden unzureichende Qualität zeigten.
Entscheidend ist die Wirtschaftlichkeit der Filteranlage, unter Berücksichtigung von Anschaffungs-, Instandhaltungs-, Personal- und möglichen Förderkosten. E.S.C.H. hat eine Testanlage für größere Rotationsscheibenfilter umgerüstet, was die Effizienz steigerte. Die Anlage bei CHMS ermöglicht Tests beider Filterarten, wobei Daten manuell ausgetauscht werden. Langzeitdaten zur Filtereffizienz und Ressourceneinsparung werden gesammelt, um eine betriebswirtschaftliche Analyse gemäß VDI 2067 durchzuführen. Labor- und Pilotversuche zeigen gute Rückhalteraten, jedoch sind bei CHMS aufgrund von Verstopfungen weitere Tests erforderlich. Erste Kostenschätzungen deuten auf mögliche Einsparungen im Vergleich zu herkömmlichem Wasser- und Energieverbrauch hin.
Ein Gleichungssystem wurde entwickelt, um den Ressourcenverbrauch basierend auf Waschtemperatur und Wassermenge darzustellen. Ein Modell basiert auf Daten der Onlinedatenbank „Ökobench“, die modernisiert und erweitert wurde, um Einsparungen durch den Einsatz von Filteranlagen zu prognostizieren.
Experimente zur hydrodynamischen Kavitation setzten sich fort, jedoch bestätigten die Ergebnisse nicht die positiven Trends, was möglicherweise auf inhibierende Inhaltsstoffe im Retentat zurückzuführen ist. Weitere Analysen sind notwendig, um die Ergebnisse zu verstehen.
Ankündigungen / Anstehende Veranstaltungen
Hervorgegangen aus Master Arbeit
- Akhimova, E.; Recycling of laundry wastewater with the application of ceramic nanofiltration; master thesis, Technical University of Munich, Department of Civil, Geo and Environmental Engineering, Chair of Urban Water Systems Engineering, (12.12.2021).
- Vorträge
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- Günther, J. Michaels, V. Prehn, C. Pflieger, M. Weyd. I. Voigt, Ceramic filter discs for ultra-/ and nano-filtration applications, KERAMIK 2022 / CERAMICS 2022, 97. DKG-Jahrestagung / 97th DKG Annual Meeting, 07.03.2022 – 09.03.2022, virtuell.
- Pflieger, M. Weyd, P. Puhlfürß, V. Prehn, C. Günther, M. Franke, D. Kaulbars, I. Voigt, Novel ceramic filtration disks, first characterization and application in the field of nanofiltration, Euromembrane 2022, 20th – 24th November 2022, Sorrento (Italy).
- Auer, T. Grassmann, C. Günther, D. Kaulbars, F. Krause, J. Kuckelkorn, C. Pflieger, V. Prehn, A. Schmid, I. Voigt, Recycling von Wäschereiabwasser zur Wiederverwendung des Abwassers mittels keramischer Nanofiltration –ReWaMem, 9. Industrietage Wassertechnik, 14.-15.11.2023, DECHEMA, Frankfurt am Main.
- Abstracts
- IWA Leading Edge (https://iwa-let.org) - als Poster akzeptiert
The IWA Leading Edge Conference on Water and Wastewater Technologies is designed to be the place for sharing the latest insights into how pioneering science, technological innovation and leading practices will shape the major transformation in water management that is underway.
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- CAV2024 (https://cav2024.net) - als Vortrag akzeptiert
The 12th Cavitation Symposium, CAV2024, is the world’s leading event committed to cavitation, where leading scientists and industry experts converge and discuss all phases of cavitation, both fundamental and applied. CAV2024 is a unique opportunity to exchange ideas, present and discuss work on relevant subjects with leading scientists and industry experts in the field.
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- ESS18 (https://ess18.org) - als Poster akzeptiert
The 18th Meeting of the European Society of Sonochemistry covers a wide span ranging from the fundamental aspects of acoustic and hydrodynamic cavitation, over the engineering and scale up of ultrasonic processing, to applications in chemical synthesis, materials and nanoparticles production, surface treatment and cleaning, and environmental remediation. There is ample time to discuss with colleagues on the future trends and possible collaborations.
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- IWA WWCE (https://worldwatercongress.org) - als Poster akzeptiert
The IWA World Water Congress & Exhibition brings together stakeholders and key contacts within the conventional water sector and beyond. It brings together core water sector groups, such as those focused on urban water and urban water services, as well as participants from industry and agriculture, architects and urban planners, soil and groundwater experts and hydrologists, social scientists, the ICT sector, the financial sector, and others. The IWA World Water Congress & Exhibition 2024 follows the resounding success of the 2022 World Water Congress & Exhibition edition held in Copenhagen, Denmark with a remarkable turnout of nearly 8,900 participants.
