Das Forschungsprojekt SULFAMOS hat zum Ziel, ein Verfahren auf der Basis der kontinuierlichen Vorwärtsosmose (VO) zu entwickeln, dass Sulfat aus Abwässern, Oberflächen- und Grundwässern so abreichert, dass diese als Bewässerungs- und Trinkwasser nutzbar sind. Aus dem erzeugten Konzentrat wird mittels chemischer Fällung Gips erzeugt, sodass das Sulfat als Rohstoff nutzbar gemacht werden kann.
Zur Demonstration der entwickelten Verfahrenskombination aus Membranmodul und Fällungsmodul wird eine Pilotanlage errichtet, die an verschiedenen Praxisstandorten zur Behandlung unterschiedlicher Rohwässer (Grundwasser, Grubenwasser) eingesetzt werden soll. Planung und Bau der modularen Pilotanlage erfolgen durch den Partner mionTec. Das VO-Modul ist nahezu fertig gestellt und wird voraussichtlich ab Juli 2023 für Feldtests einsatzbereit sein. Das Fällungsmodul ist noch in Bearbeitung und soll zeitnah integriert werden.
Die Anlage ist als hybride Variante ausgelegt, d.h. die VO-Stufe besteht aus dem neu entwickelten Tauchmodul sowie kommerziell verfügbaren VO-Modulen. Der Permeatflux der entwickelten Hohlfasermembranen ist im Vergleich zu kommerziell verfügbaren VO-Membranmodulen deutlich niedriger. Für die Erzeugung ausreichender Konzentratmengen zur anschließenden Gipsfällung wären folglich sehr viele Membranmodule erforderlich. Die benötigte Modulanzahl ist jedoch durch die begrenzten Fertigungskapazitäten des Fraunhofer IGB sowie die vollkommen manuelle Fertigung der Tauchmodule durch fluvicon nicht herstellbar, sodass die einzige Alternative im Einsatz kommerzieller VO-Module besteht. Die gewählte Vorgehensweise ermöglicht vergleichende Untersuchungen zur Wasserbehandlung mit kommerziellen VO-Membranen sowie dem entwickelten Tauchmodul und liefert damit wertvolle Informationen zur Bewertung des Verfahrens.
Durch den Verzug in der Verfahrensentwicklung zur Herstellung geeigneter Hohlfasermembranen und der daraufhin verzögerten Modulentwicklung erfolgt der Testbetrieb die Pilotanlage erst deutlich später als geplant. Um vorab Erkenntnisse zum Verfahren zu erhalten, wurde durch fluvicon und G.E.O.S. ein Laborversuch mit einer 1m3 realen Wasserprobe durchgeführt. Sowohl die VO-Behandlung als auch die anschließende Fällung aus dem Konzentrat zeigten vielversprechende Ergebnisse und lassen auf einen erfolgreichen Betrieb der Pilotanlage hoffen. Die Bewertung des Fällungsproduktes ist durch den Projektpartner HTW Dresden derzeit in Bearbeitung.
Abbildung 1: Pilotanlage: Blick auf die Vorwärtsosmose-Membranseite (Quelle: mionTec)
