RORe³

Innovationswettbewerb UmweltWirtschaft.in.NRW

Status & Laufzeit

Bewilligt 15.05.2024 bis 14.05.2027

beteilgte Partner:

  • Universität Duisburg-Essen, Technische Chemie II, Essen
  • Weidner Wassertechnik GmbH, Herten

Zusammenfassung

Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer wissensbasierten Grundlage für die Aufbereitung von Umkehrosmose-Modulen für die Verwendung als Nanofiltrations- oder (NF) oder Ultrafiltrations- (UF) Elementen (Refurbish + Repurpose) oder für das stoffliche Recycling. Ein wichtiger Teil des Projekts ist die Entwicklung von Testmethoden zur Bestimmung des Membranzustands für die Entscheidung über den geeigneten Aufbereitungsprozess, sowie die Entwicklung geeigneter chemischer Behandlungsmethoden für die Wiederverwendung von End-of-Life (EoL)-Membranmodulen.

Die Herausforderung bei der Aufbereitung von Modulen für die Wiederverwendung, Aufarbeitung oder den Einsatz in einer neuen Anwendung (Repurpose) liegt vor allem in dem äußerst unterschiedlichen Zustand, in dem sie als End-of-Life-Membranen angeliefert werden. Dazu können Verunreinigungen in Form von Ablagerungen auf der Membran oder in Zwischenräumen innerhalb des Moduls ebenso gehören wie geschwächte Klebeverbindungen oder gleichmäßige Schäden an der Membrandeckschicht. Die Art der Verschmutzung, das so genannte Fouling (Scaling, organisches Fouling, Ölfouling, Partikelfouling, Biofouling) ist abhängig vom Speisewasser und den Betriebsbedingungen. Auch die Durchführung von Reinigungszyklen, die Gesamtstandzeit und Prozessschwankungen beeinflussen den End-of-Life-Status des Membranmoduls. Neben der durch Fouling verursachten Verringerung des Permeatflusses können Ablagerungen auch zu abrasiven und in einigen Fällen zu oxidativen Schäden an der Membranoberfläche führen. Häufiges oder intensives Reinigen wird aufgrund von Fouling notwendig und kann auch die Membranen und die Verklebung schwächen oder beschädigen, was zu einer verminderten Rückhaltung und anderen negativen Veränderungen der Membranleistung führt.

Neben den unbekannten Verunreinigungen sind die Komplexität und Vielfalt der verwendeten Materialien, insbesondere die verwendeten Klebstoffe und Additive, ein wesentlicher Einflussfaktor für das stoffliche Recycling der Module, der im Recyclingprozess berücksichtigt werden muss.

Das Projektkonzept umfasst mehrere Arbeitsschritte, darunter die Entwicklung von Methoden zur Bestimmung des Membranstatus und die Entwicklung definierter Konditionierungsmethoden in Abhängigkeit von Membranstatus und Zielmembrantyp (Abbildung 1). Dazu gehören schrittweise Konditionierungstests, wie Reinigung, Polyamid (PA)-Abbau und Layer-by-Layer (LbL)-Beschichtung, vom Labor- bis zum Pilotmaßstab für Beispielmodule.

Förderhinweis

Das Projekt »RORe³« wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) gefördert. Die Förderung erfolgt im Rahmen der Umweltstrategie des Landes Nordrhein-Westfalen.

 

 

Weitere Informationen:

Wasseraufbereitung & Membranverfahren

Puplikationen und Material:

Posterpräsentation auf der Kassler Tagung Membrantechnik 2025