Ressourcen- und energieeffiziente Wasser-Membranfiltration mittels Dielektrophorese
Kurzbeschreibung:
Die Trinkwasserknappheit spitzt sich aufgrund des zunehmenden Wasserbedarfs bei einer geringer werdenden Verfügbarkeit an reinen Wasserquellen immer mehr zu. Eine mögliche Quelle stellt die Förderung von Grundwasser dar, das jedoch vor der Verwendung als Trink- oder Bewässerungswasser gereinigt werden muss. In diesem Zusammenhang werden vor allem Technologien basierend auf Filtermembranen verwendet. Eine starke Einschränkung dieser Verfahren ist jedoch die Ablagerung der abzutrennenden Stoffe oder Partikel auf der Membranoberfläche. Im fortlaufenden Betrieb bewirken diese Verunreinigungen eine kontinuierliche Verringerung des Wasserflusses durch die Membran.
Ziel:
Ziel des Projektes REMEMBER ist daher die Entwicklung einer neuartigen Dielektrophorese(DEP)- Membran zur Reduzierung der Ablagerungseffekte während des Filterprozesses. Dazu sollen polymere Membranoberflächen mittels Printingverfahren mit dünnen Leiterbahnen und Elektroden ausgestattet und anschließend durch einen innovativen Prozess mit einer Titanoxid- Beschichtung als Schutzschicht und Dielektrikum versehen werden. Zur Verbesserung der Standzeit von funktionalisierten Membranen soll weiterhin eine lokale Behandlung der funktionalisierten Membranoberfläche mittels Laser erfolgen. Alle Verfahren sollen inline unter Atmosphärendruck anwendbar sein, um dadurch kostengünstige Filter mit einer erhöhten Effizienz und Lebensdauer herstellen zu können.
Arbeitsschwerpunkte:
- Auslegung von Elektrodengeometrien sowie Anpassung an die spezifische Anwendung
- Erzeugung metallischer Elektroden auf Filtermembranen durch Verdrucken von partikulären, metallischen Pasten mittels Siebdruck
- Entwicklung eines Beschichtungsverfahrens auf Basis eines atmosphärischen (plasmagestützten) Gasphasenabscheidungsprozesses für die Erzeugung von TiO2-Schichten
- Eignung einer UV-Laserbehandlung für die lokale Mikrostrukturierung der beschichteten Elektroden, Verdichtung der Beschichtung und Entschichtung auf der Membranoberfläche
- Membrantest hinsichtlich der Anwendungsbereiche und Geometrien der Filtermodule
- Festlegung von Spannungs- und Frequenzbereichen für einen optimalen Betriebspunkt
- Praxisnahe Tests der Filtermodule und -systeme für die Reinigung Oberflächen- und Grundwasser
12/2019: Ergebnisse und Perspektiven für die Praxis
2020: Gemeinsamer Abschlussbericht REMEMBER:
