Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Covestro Deutschland AG durchgeführt. Das Gesamtziel des Projektes ist, eine am Beispiel der bei Covestro aus der Kunststoffherstellung anfallenden NaCl-haltigen Prozesswässer angepasste und maßgeschneiderte Recyclinglösung zu entwickeln und zu testen. Hierzu soll eine Verbund-Pilotanlage bestehend aus Aufreinigung und Konzentration am Standort Uerdingen (DE) gebaut und erprobt werden, um Langzeiterfahrungen zu sammeln. Die Anlage wird mit realen Prozesswässern gefahren, welche eine schwankende Zusammensetzung und einen variablen Gehalt an unterschiedlichen Verunreinigungen enthalten. Daraus sollen ein realistisches Bild zum Kosten-Nutzen-Verhältnis des Prozesses sowie eine Bewertung der Nachhaltigkeit entstehen. In AP 1 werden analytische Methoden entwickelt, um in hoch salzhaltigen Prozessabwässern organische Verunreinigungen sowohl qualitativ als auch quantitativ nachzuweisen. In AP 2 werden Verfahren zur Entfernung spezifischer organischen Verunreinigungen erarbeitet. Es werden dabei in AP 2.1 Aktivkohlen chemisch modifiziert, sodass die Adsorptionskapazität insbesondere für polare Verunreinigungen erhöht wird. Die Adsorptionskräfte der modifizierten Kohlen soll in AP 2.2 durch elektrochemische Polarisation weiter gesteigert werden. Parallel dazu werden in AP 3 Verfahren zur Aufkonzentrierung der salzhaltigen Prozesswässer entwickelt. Dabei werden Konzentrierungsverfahren in AP 3.1 mittels Hochdruck-Umkehrosmose (HPRO) und in AP 3.2 mittels Membrandestillation (MD) an Prozesswässern der Kunststoffindustrie angepasst. Die Ergebnisse aus AP 1-3 werden in AP 4 einfließen, um den Bau, die Integration und Demonstration einer zweiteiligen Testanlage bestehend aus Aufreinigung und Konzentrierung zu ermöglichen. Die wirtschaftliche, ökologische und energetische Betrachtung des Gesamtverfahrens erfolgt in AP 5.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Donau Carbon GmbH & Co. KG durchgeführt. Inhalt des Teilprojektes: Als Vorreinigungsstufe vor weitergehenden Aufbereitungsprozessen zur Aufkonzentrierung eines Prozesswassers zur Nutzung als Sole für die Chloralkalielektrolyse, ist eine Filtration über granulierte Aktivkohle (AK) geplant. Ziel dieser Vorreinigungsstufe ist die Entfernung von Kohlenwasserstoffen die die weiteren Schritte der Aufkonzentrierung der Sole und bei der Elektrolyse stören. Mit den üblichen zur Wasserreinigung eingesetzten AK kommt es insbesondere bei der Entfernung von polaren oder ionogenen Substanzen zu einem sehr schnellen Durchbruch der Festbett-Aktivkohlefilter. Dies führt, bedingt durch den häufigen Austausch der AK, zu hohen Betriebskosten. Hauptziel des Arbeitspakets ist es daher, die Adsorptionskapazität der AK gegenüber zuvor identifizierten besonders problematischen polaren Substanzen und Ionen um ca. 30 %. zu erhöhen. Hierzu ist eine gezielte Modifikation der funktionellen Oberflächengruppen (FOG) geplant. Die gezielte Modifikation von Aktivkohlen (AK) zur selektiven Entfernung von polaren und ionischen organischen Störstoffen soll in dem Unterarbeitspaket (UAP) gemeinsam mit der Uni-DuE untersucht werden. Das UAP beinhaltet die chemische Behandlung der AK, die thermische Aktivierung im Labormaßstab inkl. der Charakterisierung, die Herstellung der als optimal getesteten Produkte im Großmaßstab sowie die Betrachtung der Ergebnisse einer Reaktivierung. Im Einzelnen gliedert es sich in die Arbeitsschritte: Erzeugung 'konventioneller AK' im Labor-Drehrohrofen (Überprüfung der Übertragbarkeit industrieller Prozess - Labormaßstab und als Referenz-AK), Herstellung chemisch-oberflächenmodifizierter AK im Labor- und Großmaßstab (verbesserte Adsorptionsleistung gegenüber polaren/ionogenen organischen Wasserinhaltsstoffen), Charakterisierung der AK (chemisch-physikalische Eigenschaften, Adsorptions-Batchtests), Festbettversuche sowie Reaktivierungsversuche mit den in den Festbettversuchen erschöpften AK.