Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von DECHEMA Forschungsinstitut Stiftung bürgerlichen Rechts durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist die Wiedergewinnung von Prozesswässern mit hohen Neutralsalzfrachten aus industriellen Synthesen, z.B. der Polycarbonat-Herstellung. Außerdem soll das in den Abwässern enthaltenen NaCl als Rohstoff in die NaCl-Elektrolyse (Chlor-Alkali-Elektrolyse) rückgeführt werden. Die Weiterverwertung des anfallenden Wassers und des Salzes würden zur Verbesserung der zwischenbetrieblichen und allgemeinen Ressourceneffizienz, Vermeidung von Stoffeinträgen in den natürlichen Wasserkreislauf und Verminderung des Primärwasserbedarfes führen. Die entscheidenden Hürden auf dem Weg zur Kreislaufführung sind die in den Prozesswässern enthaltenen organischen Verunreinigungen, die durch die Produktionsprozesse eingetragen wurden, und die für die Elektrolyse zu geringe NaCl-Konzentration in den Prozesswässern. Entsprechend hat das Verbundprojekt die Reinigung und Aufkonzentrierung der Prozesswässer zum Ziel. Das Teilvorhaben befasst sich mit der Entwicklung eines kontinuierlichen Adsorptiv-Verfahren auf Basis der elektrochemischen Polarisation von Aktivkohle. Dabei werden die Adsorption und Desorption durch Einstellen entsprechender Potenziale an Kohlenstoff-Adsorbern gesteuert (Elektrosorption). Die Vorteile der Elektrosorption mit Aktivkohle-Elektroden im Vergleich zur konventionellen Adsorption an Aktivkohle sind: - beschleunigte Adsorption organischer Verbindungen; - Elektrosorption ist auch für Verbindungen möglich, die auf Aktivkohle nur sehr schlecht adsorbieren; - höhere Adsorptionskapazitäten, die kleinere Module ermöglichen; - längere Standzeiten durch elektrochemische Regenerierung der Aktivkohle. In diesem Teilvorhaben soll dieses neue elektrochemisches Verfahren untersucht werden, mit dem organische Verunreinigungen aus dem Prozesswasser entfernt werden können. Dabei sollen grundlegende Prinzipien der Elektrosorption untersucht, das Design eines Reaktors konzipiert und geeignete Prozessparameter bestimmt werden.
Das Projekt "Abwasserreinigung durch potentialgesteuerte Elektroadsorption/-desorption" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut für Chemische Technologie durchgeführt. Die industriell genutzten Adsorptionsverfahren fuer die Reinigung von Abwaessern chemischer Produktionsverfahren (Adsorber, Aktivkohle) verzichten in der Regel auf eine Regenerierung des Adsorptionsmittels. Dies gestattet es nicht, adsorbierte Substanzen wiederzugewinnen. Mit dieser Arbeit soll durch potentialkontrollierte Steuerung des Adsorptions-/Desorptionsgleichgewichts an Aktivkohle und anderen Adsorbenten eine Moeglichkeit zur Abwasserreinigung mit der Moeglichkeit der Adsorbens-Regenerierung und Wiedergewinnung oder Umsetzung des Adsorbats erforscht und ihre technische Nutzung erschlossen werden. Anhand von Modellsubstanzen soll das Ad- und Desorptionsverhalten organischer Stoffe systematisch bei unterschiedlichen Elektrodenpotentialen untersucht und mit den erhaltenen thermodynamischen und kinetischen Daten ein Modelladsorber berechnet und gebaut werden. Bisherige Ergebnisse aus den mit ionischen und umgeladenen organischen Modellsubstanzen erhaltenen Adsorptionsisothermen kann eine Anreicherung in Wasser um den Faktor 10, in Methanol um den Faktor 100 erhalten werden.