Projekt

Für eine nachhaltigere Produktion ist das Schließen von industriellen Stoffkreisläufen dringend erforderlich. Das Aufbereiten von salzhaltigen Abwässern der chemischen Industrie mittels elektrochemischer Wirbelbettreaktoren ist Ziel des Projektes. Damit sollen sowohl das Wasser als auch die enthaltenen Wertstoffe in den Produktionsprozess rückgeführt werden können. Im Zuge von Klimawandel, Bevölkerungswachstum und Rohstoffknappheit spielt die Kreislaufführung in industriellen Prozessen eine immer bedeutendere Rolle. In vielen industriellen Synthesen, beispielsweise von Polycarbonat, Vinylchlorid, Isocyanaten, Chlormethan, Epichlorhydrin oder Tetrachlorsilan, entstehen erhebliche Abwassermengen mit hohen Salzkonzentrationen. In biologischen Kläranlagen stören die Salzkonzentrationen den Abbau, somit ist die Entsorgung dieser Abwässer mit hohen Kosten verbunden. Sinnvoll wäre eine Aufbereitung der Abwässer mit Rückführung der enthaltenen Wertstoffe. Allerdings existieren dafür bisher keine sowohl ökonomisch als auch ökologisch geeigneten Verfahren. Das thermische Verdampfen ist zum Beispiel mit einem hohen Energieverbrauch verbunden. In dem Projekt wird ein neuer Ansatz für die Aufbereitung der chemischen Abwässer gewählt. Es werden zwei neuartige Wirbelbett-Elektroden entwickelt: die Flow-Electrode Capacitive Deionization (FCDI) zur Salzaufkonzentrierung und die magnetische Wirbelbett-Elektrode zur Beseitigung organischer Verunreinigungen.

Ergebnisse: Es wurde ein neuartiges Wirbelbettreaktorsystem mit großer spezifischer Oberfläche einer Partikelelektrode und verbesserter Kontaktierung durch magnetisch induzierte Partikelkettung bei gleichzeitiger Fluidisierung des Wirbelbetts entwickelt. Es wurden Syntheserouten zur Herstellung von Adsober-Partikel im schwer zugänglichen Partikel-Größenbereich von 100 bis 200 µm gefunden. Der Nachweis wurde erbracht, dass die Fluss-kapazitive Deionisierung salzhaltige Wasserströme entsalzen und aufkonzentrieren kann.