Hochdruck-Membranverfahren
Die Schließung von Wasserkreisläufen zur Rückgewinnung von Grundstoffen und die Wiederverwendung von Wasser ist für die chemische Industrie von großer Bedeutung, um die selbstgesteckten Nachhaltigkeitsziele zu erreichen und einen Beitrag zum Ziel 6 der Vereinten Nationen für nachhaltige Entwicklung "Sauberes Wasser und Abwasser" zu leisten.
Die Rückgewinnung von Natriumchlorid aus Prozesswässern der Kunststoffherstellung zur Herstellung von Chlor und Natronlauge in der Chlor-Alkali-Elektrolyse stellt dabei nur ein Beispiel für einen Kreislaufwirtschaftsansatz dar. Eine solche Wiederverwendung weist technische, wirtschaftliche und ökologische Herausforderungen auf, die die Entwicklung neuer, umweltfreundlicher und wirtschaftlich tragfähiger Verfahren zur Reinigung und Konzentrierung von Salzlösungen erfordern [Blöcher et al., 2019].
Ein technischer Weg zur wirtschaftlichen Aufbereitung der Prozesswässer wird im Rahmen des BMBF-geförderten Projektes RIKovery (Förderkennzeichen 02WV1569C) beschritten. BWS hat im Rahmen des Vorhabens eine Pilotanlage für den kontinuierlichen Betrieb von bis zu 120 bar Betriebsdruck erstellt. In ihr können die Hochdruck-Membranmodule für die verschiedensten Anwendungen getestet werden. Wahlweise können Nanofiltrations- oder Umkehrosmose-Module eingesetzt werden.
Die Ausstattung der Anlage ermöglicht verfahrenstechnisch relevanten Parameter einzustellen und Messdaten kontinuierlich aufzuzeichnen. Der Zugriff auf die Daten erfolgt einfach und unkompliziert über eine Cloud-Anwendung. Voreingestellte Auswertungsroutinen können individuell angepasst werden.
Mit einer Förderleistung von bis zu 3 m³/h können reproduzierbare Ergebnisse erzielt und wichtige Grundlagen-Daten für ein verlässliches Scale-up auf die Großtechnische Lösung erfasst werden.
Abbildungen 1 & 2: Pilotanlage für Hochdruck-Membranverfahren inkl. Zubehör (Wärmetauscher, Vorlagebehälter mit Rührwerk, Vordruck-Pumpe). Quelle: BWS Water.
Einsatzbereiche und Trennaufgaben
- Prozesswasser-Recycling
- Trennung von ein- und zwei-wertigen Ionen
- Aufkonzentrierung von Salzen bis zur Sättigungsgrenze
- Energieschonendes Verfahren als Alternative oder zur Volumenreduktion vor Eindampfung oder Kristallisation
- Minimierung des CO2-Footprints
Anlagen-Konzeption
Die transportable Anlage besteht insgesamt aus drei Skids plus Vorlagebehälter, die miteinander verbunden werden. Die elektro-technische und messtechnische Verbindung wird einfach über switch-Boxen verwechselungssicher hergestellt.
Weitere Informationen und Kontakt
Herbert Bassek
BWS Anlagenbau & Service GmbH
Teckstraße 11
D-78727 Oberndorf a.N.
Literatur
Blöcher, C., Schießer, Y., Weber, R. 2019 Closing Water-Related Loops in High-Tech Polymer Production – Status, Perspectives and Limitations. Dipl.-Ing. 91 (10) 1409–1416
