Das Projekt "Reaktivextraktion-Stoffaustausch-Grundlagen und thermodynamische Grundlagen der Reaktivextraktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kaiserslautern, Lehrstuhl für Technische Thermodynamik durchgeführt. Die Aufarbeitung fluessiger Gemische mittels Extraktion basiert auf der unterschiedlichen Verteilung von Komponenten auf koexistierende fluessige Phasen, z.B. aus einer waessrigen und einer organischen Fluessigkeit. Gilt es aus z.B. einer waessrigen Phase organische Komponenten selektiv abzutrennen, so ist haeufig das Extraktionsmittel von entscheidender Bedeutung fuer den Erfolg des Aufarbeitungsverfahrens. Fuer die in der Biotechnologie und im Umweltschutz wichtige Abtrennung ionischer Komponenten, wie z.B. organischer Saeuren (anionen) oder Schwermetallen (Kationen), sind dabei Reaktivextraktionsmittel von grossem Interesse. Im Gegensatz zu physikalischen Extraktionsmitteln bilden diese Stoffe mit den abzutrennenden Komponenten chemische Verbindungen, in der Regel Komplexe, die bei hoeherer Temperatur wieder zerfallen, so dass die per Reaktivextraktion abgetrennten Stoffe vergleichsweise einfach zurueckgewonnen werden koennen. Reaktivextraktionsmittel werden in der Regel in organischen Loesungsmitteln verduennt. Sie zeichnen sich bei geeigneter Wahl durch hohe Selektivitaet aus und erlauben deshalb eine kostenguenstige Aufarbeitung. Im Vorhaben sollen Fluessig-Fluessig-Phasengleichgewichte in waessrig/organischen Systemen, die Reaktivextraktionsmittel enthalten, experimentell untersucht werden. Aufbauend auf diesen Ergebnissen soll ein Rechenverfahren zur Beschreibung solcher Phasengleichgewichte entwickelt und erprobt werden.
Das Projekt "Verfahrenstechnik der Schwermetallionenextraktion in Hohlfasermodulen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Institut für Technische Chemie, Lehrstuhl 1 - Mineralölchemie durchgeführt. Es soll der Einsatz des neuartigen Verfahrens der in Hohlfasermodulen gefuehrten nichtdispensiven Fluessig-Fluessig-Extraktion in der Umwelttechnologie zur Entfernung von Schwermetallen aus Spuel- und Abwaessern charakterisiert werden. Das Augenmerk richtet sich auf eine vollstaendige Entfernung von Metallen (d.h. bis unter gegebene Grenzwerte) sowie eine hohe Aufkonzentrierung in einem zweistufigen Extraktions-Reextraktionszyklus. Auf diese Weise wird eine Wiedergewinnung ermoeglicht. Beispielhaft realisiert ist die Abtrennung von Zink (Eingangskonzentration 100 mg/l auf 2 mg/l) bei gleichzeitiger Aufkonzentrierung um einen Faktor 1000 ueber die beiden Stufen Extraktion und Reextraktion. Desweiteren sind die Grundlagen zur Entfernung anderer Schwermetalle (Cadmium, Blei, Kupfer, Nickel) sowie zur selektiven Trennung gelegt. Ein auf der Basis der tatsaechlich ablaufenden physiko-chemischen Prozesse basierendes 'predictive modelling' des Prozesses ermoeglicht die rechnerische Beurteilung der Leistungsfaehigkeit des Verfahrens sowie die Grundlagen fuer ein belastbares scale up.
Das Projekt "Reaktivextraktion - Stoffaustausch" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik durchgeführt. Bei der Extraktion von Metallsalzen mit fluessigen Ionenaustauschern, z.B. aus Abwaessern oder Prozesswaessern, ist das System Zinksulfat-Kationenaustauscher als Testsystem der Europaeischen Foederation fuer Chemieingenieurwesen ein ernstzunehmender Kandidat. Fuer dieses System wird grundlegend Stoffaustausch der Reaktivextraktion des Schwermetalls Zink untersucht, wobei mit Fluoreszenzmesstechnik auf Vorgaenge in der Naehe der fluessig-fluessig Grenzflaeche eingegangen wird. Diese grundlegenden Arbeiten dienen im weiteren dazu, das Verstaendnis und die Modellierung und Skalierung von technischen Extraktionsapparaten, wie Gegenstromextraktionskolonne, auf eine gesicherte Basis stellen zu koennen. Die thermodynamische Gleichgewichtssituation und die overall-masstransfer-Beschreibung konnte schon realisiert werden, wobei Ziel dieses Projektes hier noch eine punktuelle Aufloesung im Grenzflaechenbereich ist.
Das Projekt "Schwermetallentfernung aus Abwassern und Prozesswassern mittels reaktiver Sorptionspolymere" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik durchgeführt. Im Rahmen dieses Projektes ist geplant, die positiven Aspekte der Ionenaustauscherharzverfahren (positive Abtrennung im ppm-Bereich) und der fluessig-Ionenaustauscherverfahren (breite Palette der preisguenstigen fluessigen Ionenaustauscher) synergetisch zu verbinden. Es ist dazu vorgesehen, makroporoese Traegerpolymere mit fluessigen, handelsueblichen Reaktivextraktionschemikalien zu beladen. Ein Verfahren auf Basis dieser reaktiven Absorberpolymere bietet die Moeglichkeit, leicht bedienbare Funktionseinheiten zu designen, die von ungelerntem Personal betrieben werden koennen. Die Polymere koennen hoch beladen werden, da diese mit unverduennter fluessiger Ionenaustauscherphase getraenkt sind. Im Vergleich zur konventionellen Reaktivextraktion sind damit hoehere Beladungen erzielbar, was gerade bei Einsatzloesungen im ppm-Bereich sehr wirtschaftlich ist. Als Testsystem wird dazu die Extraktion von Zink aus Abwaessern mit einem Kationenaustauscher untersucht. Das hat insofern weitreichende Relevanz, da dieses System auch als Testsystem der Europ. Foederation of Chemical Engineering bei der Reaktivextraktion sehr gut erforscht ist.