Recycling salzhaltiger Prozesswässer

Projekt zum Recycling von industriellen salzhaltigen Wässern durch Ionentrennung, Konzentrierung und intelligentes Monitoring (RIKovery)

Typische Salzgehalte in Prozesswässern im Vergleich mit Gehalten in Trinkwässern

Das Projektkonsortium verfolgt die Vision, industrielle Wasserströme möglichst vollständig zu nutzen, um damit natürliche Wasserressourcen zu entlasten.
Die Aufgabe des TZW ist die Entwicklung einer online-fähigen Prozessüberwachung für organische Spurenstoffe in stark salzhaltigen Matrizes.

Die zunehmende Wasserknappheit erhöht die Notwendigkeit, salzhaltiges Wasser wiederzuverwenden und gleichzeitig die entfernten Inhaltsstoffe einer erneuten Nutzung zuzuführen. Derzeit werden in Deutschland jährlich mehr als 6 Mio. Tonnen Chlorid über das Abwasser in Oberflächengewässer eingeleitet. Dabei sind sowohl Prozessabwässer und Teilströme bestehender Aufbereitungsprozesse als auch Salzabwässer aus Halden oder salzhaltige Grundwässer relevant.
Das übergeordnete Ziel des Projekts ist die Erstellung einer fundierten Entscheidungsgrundlage für die Implementierung von Salz- und Wasser-Rückgewinnungsverfahren im Produktionsmaßstab.

Die Arbeiten des TZW beschäftigen sich mit den Aspekten Monitoring und Qualitätssicherung und umfassen zwei Schwerpunkte: 

  • Online-fähige analytische Verfahren niedriger Komplexität (TZW Karlsruhe): Für das Recycling stark salzhaltiger Wässer aus der Polymerproduktion für die Chlor-Alkali-Elektrolyse müssen bestimmte Qualitätsparameter eingehalten werden. Insbesondere müssen die Gehalte spezieller organischer Verunreinigungen (z. B. ionische Stickstoffverbindungen) unterhalb kritischer Gehalte liegen, da ansonsten der nachfolgende Prozess gefährdet wird. Im Rahmen des bereits abgeschlossenen Re-Salt-Projekts (BMBF) wurde als beste Methode zur Online-Analytik dieses Parameters die Ionenchromatographie mit Leitfähigkeitsdetektion herausgearbeitet (IC-LF), nachdem über eine spezielle online ausgeführte Festphasenextraktion störende Komponenten (Natriumionen) effektiv abgetrennt werden konnten. Im RIKovery-Projekt soll die erarbeitete Labormethode zu einer Online-Methode weiterentwickelt werden, die in der Produktionsanlage diesen sehr wichtigen Qualitätsparameter automatisiert analysiert.
  • Automatisierte UV- und Fluoreszenzmessungen in Salzwassermatrix zur Erfassung von aromatischen Verbindungen im Prozesswasser (TZW Dresden): Ziel des Teilarbeitspaketes ist die Methodenentwicklung zur Erfassung von Anilin, Phenol und Bisphenol A mittels optischer Spektrometrie. Am TZW Dresden liegt eine langjährige Expertise in der Absorptions- und Fluoreszenzspektroskopie sowie der chemometrischen Datenauswertung vor. Im abgeschlossenen Re-Salt-Projekt konnte die prinzipielle Machbarkeit für den Nachweis der drei genannten Verbindungen mittels Absorptions- und Fluoreszenzspektroskopie bereits nachgewiesen werden. Im Rahmen des RIKovery-Projektes soll die Methodik weiterentwickelt und in eine prozesstaugliche Methode überführt werden. Die Messtechnik soll mit Verfahren des maschinellen Lernens kombiniert werden.

Nach Entwicklung aller analytischen Werkzeuge soll im letzten Projektabschnitt eine gemeinsame Vor-Ort-Messkampagne an einem Standort von Covestro erfolgen.

 

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