Im Projekt WEISS_4.0 steht nach der Pilotierung im vergangenen Jahr zum Herbst 2023 die Langzeitpilotierung an, wo die Einrichtungen der Partner Wehrle und SMS zur Vorbehandlung und Entsalzung von Absalzwasser eines Walzwerkes nun im Dauerversuch ausgetestet werden. Erzeugte Konzentrate stehen dann weiteren Versuchen zur Verdampfung in der Anlage der TU Berlin zu Verfügung. Ein wesentlicher Bestandteil der Langzeitversuche wird die Anti-Fouling-Beschichtung sein, die in der bisherigen Laufzeit des Projektes an der Universität Duisburg-Essen entwickelt und nun auf einen Teil der Umkehrosmosemembranen aufgebracht wird.
Im Rahmen der Projektarbeiten wurde seitens des BFI die Absalzung eines Strangguss-kreislaufs näher betrachtet. Im Stranggusskreislauf erfolgt der Einsatz von Betriebschemikalien wie beispielsweise Flockungsmitteln, Biodispergatoren und Bioziden sowie ein produktionsbedingter Öl-Eintrag. Des Weiteren weist die Absalzung produktionsbedingte Fluorid-Gehalte bis 50 mg/L in Verbindung mit hohen Härtegehalten mit bis zu 17°dH sowie Chlorid-Gehalte bis 340 mg/L auf. Aufgrund der vorhandenen Fluorid- und Härte-Gehalte besteht ein erhöhtes Risiko für Ausfällungen bei der Anwendung von Membranprozessen.
Abbildung 1 (rechts): Beprobung von Feed, Permeaten und Konzentraten. Quelle: SMS.
In Laborversuchen mit der membranbasierten kapazitiven Deionisation (MCDI), basierend auf dem Prinzip der elektrostatischen Ad- und Desorption, konnte ein Reinwasser ohne Einsatz von Antiscalent oder einer vorherigen Enthärtung gemäß den betrieblichen Anforderungen für eine interne Wiederverwendung erzeugt werden. Im Detail lagen der erzielte Chlorid-Gehalt bei 120 mg/L sowie die Leitfähigkeit bei 700 µS/cm unterhalb der betrieblichen Anforderungen (Chlorid-Gehalt: < 150 mg/L, Leitfähigkeit < 1.600 µS/cm). Die erzielte Reinwasserausbeute betrug 60%. In weiteren Versuchen konnte ein Reinwasser in VE-Wasser Qualität mit einer Leitfähigkeit von < 20 µS/cm erzielt werden. Somit eröffnen sich weiter Anwendungspotentiale für den Wiedereinsatz des erzeugten Reinwassers als zum Beispiel Spülwasser im Bereich der Oberflächenbehandlung.
Ein weiterer Fokus lag auf der Auftrennung des bei der Entsalzung anfallenden Mischkonzentrats in Monokonzentrate durch Einsatz von selektiven Dünnschicht-Komposit Nanofiltrationsmembranen. Dies bildet die Grundlage für eine potenzielle stoffliche Verwertung in anderen Branchen. Ziel war die selektive Abtrennung bivalenter Ionen bei einem gleichzeitigen minimalen Rückhalt monovalenter Ionen aus synthetischen und betrieblichen Mischkonzentraten. Im Ergebnis lagen bei den untersuchen Nanofiltrationsmembranen die Sulfat-Rückhalte im Bereich von 95% - 99,5%, während die Chlorid-Rückhalten im Bereich von minimal 20% - 35% bzw. maximal 85% - 90% variierten. Des Weiteren konnte ein Anstieg des Chlorid-Rückhalts mit dem Betriebsdruck um bis zu 5% beobachtet werden.
Unser Dank gilt dem BMBF als Fördermittelgeber, dem Projektträger PTKA, der DECHEMA für die Unterstützung des Projektes und nicht zuletzt allen Verbundpartnern für ihren engagierten Einsatz.
Abbildung 2 (links): Umkehrosmoseanlage im Versuchscontainer. Quelle: SMS.
PS: Noch 2 Anmerkungen …
Unsere Versuche zur „niedertemperatur Destillation Kristallisation“ sind stets auf der Suche nach geeigneten Versuchsmedien – sollte ein Leser/Leserin salzhaltige Konzentrate, Essenzen o.ä. aus beliebigen Prozessen beisteuern können – sprechen Sie uns gerne an!
Zur Pilotierung im Herbst bieten sich Studenten im Rahmen des Projektes vielseitige Möglichkeiten für Bachelor oder Masterarbeiten, sowohl im Bereich des Betriebes und Auswertung von Pilotierungen u.v.m. – sprechen Sie uns an!
Unser Ansprechpartner als Projektkoordinator steht Ihnen für Rückfragen gerne zur Verfügung.
