Das Projekt "Teilvorhaben 1: Entwicklung von Sol-Gel-Systemen zur Herstellung keramischer Membranen fuer die Nanofiltration" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Bergakademie Freiberg, Institut für Keramische Werkstoffe durchgeführt. Keramische Membranen zeichnen sich gegenueber anderen Membranwerkstoffen durch eine hoehere thermische, chemische und mechanische Stabilitaet aus. Dies ermoeglicht die Anwendung der Filtertechnik auch unter extremen Bedingungen. Innerhalb dieses Vorhabens sollen erstmalig Nanofiltrationsmembranen (NF) aus ZrO2 und TiO2 mit Poren kleiner 5 nm erzeugt werden. Die Herstellung der keramischen Membranen erfolgt durch die schrittweise Abscheidung von immer feinporigeren Schichten auf einem keramischen, hochporoesen Traeger der Fa. PoroCer GmbH. Die eigentliche NF-Schicht soll duch eine Sol-Gel-Technik abgeschieden und durch Trocknung und Sinterung verfestigt werden. Da eine Erzeugung von festen Solpartikeln mit einem Durchmesser von 10 nm nicht moeglich erscheint, ist der Bereich der kolloidalen Sole zu verlassen und ein neuartiges Sol-Gel-System zu entwickeln. Ausgehend von einem metallionenhaltigen Alkoholat soll versucht werden: - Die Metallionen mit organischen Additiven zu komplexieren - Das Alkoholat nur teilweise zu hydratisieren und anschliessend zu polymerisieren. Der Verfahrensweg zur Herstellung von NF-Membranen im Labormassstab ist durch das Hermsdorfer Institut fuer Technische Keramik e.V. auf industriell anwendbare Dimensionen zu uebertragen.
Das Projekt "Nanofiltration zur Aufbereitung basischer Spuelwaesser: Aufkonzentrierung der Schadstoffe und Rueckgewinnung der Wertstoffe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT, Bereich Umwelttechnik durchgeführt. In der Nahrungsmittelindustrie werden die verschiedenen Tanks, Apparate, Rohrleitungen und Verpackungsmaschinen zur Sicherung einwandfreier hygienischer Bedingungen einer regelmaessigen Reinigung unterzogen. In Molkereien sind dazu ca. 1,7 kg Lauge und 0,6 kg Saeure je Tonne zu verarbeitende Milch notwendig. Beim Einsatz von Mehrwegflaschen ist nach der Vorentleerung eine Reinigung im Laugenbad bei 80 Grad Celsius erforderlich. Dabei fuehrt der aus Etikettenanteilen, Leimen, anorganischen, organischen und biologischen Materialien bestehende Schmutz zu einer starken Verunreinigung der Waschlaugen. Trotz Sedimentation in Absetztanks muessen diese Laugen in regelmaessigen Abstaenden entsorgt werden. Die Membranfiltration mit modifizierten Nanofiltrationsmembranen bietet die Moeglichkeit zur Aufbereitung solcher Stoffstroeme. In experimentellen Untersuchungen an Labor- und Technikumsanlagen wurden verschiedene Membranen hinsichtlich pH-Bestaendigkeit und Trenneigenschaften charakterisiert. Aus den Arbeiten resultierten Konzepte zur Aufbereitung mineralsaeure- und laugehaltiger Abwasserstroeme. Typische Anwendungen der membrangestuetzten Laugenaufbereitung ergeben sich in allen lebensmittel-verarbeitenden sowie pharmazeutischen Betrieben. Dort stellen die CIP (Cleaning in Place)-Laugen die Hauptursache der Abwasserlast dar. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass die CIP-Chemikalien mittels Nanofiltration so aufbereitet werden koennen, dass die Laugenqualtitaet den geforderten Eingangsbedingungen des Prozesses entspricht. Die nanofiltrierte Reinigungslauge ist farblos und wird in den Laugenstapeltank zurueckgefuehrt. Im Konzentrat werden die organischen und anorganischen Verunreinigungen in meist einfach zu entsorgender Form gefunden.
Das Projekt "Teilvorhaben 3: Entwicklung keramischer Nanofiltrationsverfahren auf Mehrkanalrohrsubstraten bis 1,20 m Laenge" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rauschert durchgeführt. Das Teilvorhaben 3 reiht sich ein in das Verbundprojekt 'Entwicklung und Einsatz keramischer Nanofiltrationsmembranen fuer den produktionsintegrierten Umweltschutz am Beispiel farbstoffbelasteter Abwaesser der Textilindustrie'. Aufbauend auf den Grundlagenuntersuchungen des IKW und dem UP-scaling des HITK e V auf Mehrkanalrohre mit einer Laenge von 20 cm besteht die Aufgabe des Teilvorhabens 3 in der Entwicklung keramischer Nanofiltrationsmembranen auf Mehrkanalsubstraten mit einer Laenge bis 1,20 m. Zur Bewertung der Beschichtung werden eingehende Untersuchungen zur Saeuren- und Laugenbestaendigkeit ausgefuehrt. Im Interesse der technischen Anwendung der Membranen soll eine korrosionsbestaendige Stirnflaechenabdichtung fuer die keramischen NF-Membranen entwickelt werden.