Das Projekt "Teilvorhaben 1: Synthese und Charakterisierung von anionischen Pseudopolysacchariden" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Braunschweig, Institut für Makromolekulare Chemie durchgeführt. Der Einsatz von Polyelektrolyten im Bergbau, bei der Papierverarbeitung oder bei der Aufbereitung industrieller und kommunaler Abwässer als Flockungsmittel führt zu einer wesentlichen Vereinfachung vieler Prozesse. Ziel dieser Arbeit ist es, für die Flockung und Entwässerung von Hafenschlick anionische Polyvinylsaccharide auf Stärkebasis zur Verfügung zu stellen, die sich sowohl hinsichtlich ihrer chemischen Struktur als auch in ihrem Molekulargewicht und ihrer Ladungsdichte unterscheiden. Diese Polyelektrolyte sollen auch im Vergleich zu den heute kommerziell verwendeten Flockungsmitteln eine verbesserte biologische Abbaubarkeit aufweisen.Im Teilvorhaben wurden verschiedene anionische Polyvinylsaccharide auf Basis von D-Galacturon-, D-Glucoron- und D-Glucosaminsäure hergestellt und zu weiteren Untersuchungen dem Verbundpartner, der Universität Hamburg zur Verfügung gestellt. Die Polyvinylsaccharide unterschieden sich hinsichtlich der Anzahl und Stellung der Carboxyl- bzw. Sulfatgruppen und ihres Molekulargewichts. Des weitern wurden, ausgehend von D-Lactosamin, Umsetzungen mit Maleinsäureanhydrid durchgeführt. Diese Maleinsäureamidsaccharide konnten mit einigen Vinylamiden copolymerisiert werden. So wurden langkettige, alternierende Copolymere mit einer Carboxylatgruppe in unmittelbarer Nähe zur Hauptkette synthetisiert. Die hergestellten Polymere wurden hinsichtlich des Molekulargewichts und der Substitutionsgrade charakterisiert. Weiterhin wurden Flockungsvoruntersuchungen an einer Kaolinsuspension durchgeführt. Dabei wurde festgestellt, dass nur die neutralen Polyvinylsaccharide das Kaolin flocken. Die anionischen Polymere stabilisieren mehr oder weniger die Suspension. Dieses Ergebnis wird auch durch ihre relativ hohen Calciumbindewerte und die ionenselektive Titration mittels Calciumelektrode bestätigt. Dabei ist auffällig, dass das Polymer der D-Glucuronsäure ein stärkerer Komplexierer als Polyacrylsäure ist. Test zur biologischen Abbaubarkeit der synthetisierten Polymere wurden durchgeführt.
Das Projekt "Duale Flockungsmittel - Teilvorhaben 2: Entwickung und Testung von auf Stärke basierenden, biologisch abbaubaren Polyelektrolyten im Hinbick auf ihre Wirksamkeit bei der Fest/Flüssig-Trennung - TV3: Untersuchungen zu Fest/Fluessig-Trennung und Flockungsmechanismen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hamburg, Institut für Technische und Makromolekulare Chemie durchgeführt. Definiert aufgebaute und hinsichtlich ihrer chemischen und sterischen Mikrostruktur eindeutig charakterisierte neuartige, biologisch abbaubare Polyelektrolyte auf Stärkebasis sollen für die mechanische Fest/Flüssig-Trennung von Hafensedimenten eingesetzt werden. Hierzu ist es notwendig, die Effektivität dieser Stärkederivate mittels Druckfiltration sowie der Erfassung der Bildungsgeschwindigkeit und Größe von Flockenaggregaten bei verschiedenen Zugabevarianten (Mono- und Dualverfahren, Symplexprecusoren) zu prüfen. Durch Bestimmung der elektrophoretischen Mobilität, der Partikelgröße und -ladung sollen Wechselwirkungen zwischen Trübstoffteilchen und Polyelektrolyten an der Fest/Flüssig-Grenzfläche erforscht werden. Daher ist es das Ziel, mechanistische Modellvorstellungen im Hafensediment-Polyelektrolyt zu erarbeiten, um gezielte Vorhersagen in einer Großanlage (METHA 3) zu ermöglichen. Entwässerung von Hafenschlick-Suspensionen durch Fest/Flüssig-Trennung mit Flockungshilfsmitteln.