Projekt 04999/02

Einsatz von POD-Membranen für die Aufarbeitung aggressiver Reinigungslösungen

Projektträger

UFI-TECInstitut für Membrantechnologie GmbHNiederlassung Oranienburg
Sachsenhausener Str. 23a
16515 Oranienburg

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Hauptziele des Vorhabens waren einerseits die Entwicklung und Herstellung von Flach-, Composite- oder Hohlmembranen für Naßtrennprozesse auf der Basis des temperatur- und chemikalienbeständigen Werkstoffes POD ( s. a. Vorprojekt AZ 04999/01) und andererseits die Errichtung einer multivalenten Membrananlage zur Erprobung der Membranentwicklung einschließlich der Durchführung von Modell- und praxisnahen Großversuchen mit realen Reinigungslösungen potentieller Anwender.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden· Verbindung der Vorarbeiten AZ 04999/01und des Verfahrens-know-how des TITK zur labortechnischen Herstellung und Charakterisierung von POD-Membranen mit den Erfahrungen von UFI-TEC auf dem Gebiet der Membrantechnologie, der Industrieabwasseraufbereitung mittels Membrantechnik und dem Prozeßwasserrecycling;
· Die Nutzung der thermischen und chemischen Resistenz der POD-Membranen ist Ausgangspunkt für die Planung einer Pilot-Membrantrennanlage für den Einsatz von Flach-, Hohlfaser- und Rohrmembranen zur Aufarbeitung chemischer Prozeßlösungen in der Lebensmittel- oder chemischen Industrie;

Schwerpunkt der Erprobungen war das Recycling von stark alkalischen Reinigungslaugen durch den praktischen Einsatz einer membrantechnischen Pilotanlage in einem Lebensmittelbetrieb (Molkerei).

Ein weiteres Anwendungsbeispiel mit einer modifizierten Gerätevariante ist die Aufarbeitung von Reinigungslösungen mit Anteilen von heterocyclischen Kohlenwasserstoffen in der Metallverarbeitung.


Ergebnisse und Diskussion

POD-Membranen zeigten im Vergleich zu anderen Polymer-Membranen in Modell- und Feldversuchen in der Milchindustrie zum Reinigungs-laugen-recycling sowohl hinsichtlich des Rückhaltes von Inhaltsstoffen als auch der Permeationsleistung gleichwertige Ergebnisse und eignen sich für den Dauereinsatz in Lebensmittelbetrieben.

Die besondere Stabilität gegenüber organischen Lösungsmitteln wird insofern eingeschränkt, da POD-Membranen grundsätzlich auf Stützvliesen aufgebracht werden müssen, die die gleiche Lösungsstabilität aufweisen mußten. Hier ergeben sich z. Z. Einschränkungen, da die Herstellung der vliesgestützten POD-Membranen einsatzbezogen unterschiedliche Stützvliese erforderten.

Die Untersuchungen wurden auf weitere Applikationsfelder ausgedehnt. Hier wurden positive Resultate bei der

- Reinigung von Salzlaken aus Käsereien
- Abtrennung von Bakterienbiomassen aus salzhaltigem Nährmedien (Extremophilen-Kulturen)
- Aufbereitung von Abwässer aus der Kartoffelverarbeitung
- Entkeimung von Brüdenkondensat aus der Vakuumeindampfung von Magermilch
- Abtrennung von Mineralölkohlenwasserstoffen, ausgewählter Schwermetallionen aus Abwässern von metallverarbeiteten Betrieben

erzielt.

Die von TITK e. V. entwickelten POD-Membranen auf PP/PE- und PES/PE-Stützvlies sind grundsätzlich für sämtliche Trennaufgaben im Bereich der Lebensmittelindustrie zum Recycling von Reinigungslösun-gen geeignet, für die der Einsatz von Mikro- und Ultrafiltrationstechniken infrage kommt.

Interessant war das Verhalten POD-Membranen gegenüber Arbeitsdrücken >15-35 bar. Eine vermutlich eintretende Kompaktion der Membran führte zu höheren Rückhalteraten gegenüber organischen Verunreinigungen. Gleichlaufend reduzierte sich der Permeatfluß. Hier gibt es Ansatzpunkte für weitere gezielte Untersuchungen zur Erzielung typischer Nanofiltrationseigenschaften.

Kostenseitig läßt sich einschätzen, daß für POD-Membranen unter Berücksichtigung des zwar mit anderen Membranpolymeren ähnlichen Syntheseaufwandes, aber der schwierigen Aufarbeitung der anfallenden Lösungen aus Folgeprozessen bei der Membranbildung ein Quadrat-meterpreis von > 150,00 DM resultieren könnte.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Die gemeinsam erzielten Resultate werden anläßlich der wissenschaftlichen Kolloquien des TITK e. G. einem breiten Fachpublikum vorgestellt. Eine Veröffentlichung zu ausgewählten Fragestellungen ist in Vorbereitung. Ergebnisse zu Strukturuntersuchungen an POD-Membranen wurden anläßlich eines Workshops der Fa. Digitalinstruments in Dresden vorgestellt.


Fazit

Die Modell- und praxisnahen Versuche mit den Pilotanlagen haben eine prinzipielle Eignung der vliesgestützten POD-Membranen für eine Vielzahl umweltrelevanter Recyclingprozesse nachgewiesen. Der unter den gegenwärtigen technischen Fertigungsmöglichkeiten zu erreichende Qualitätsstandard der POD-Membranen ist für eine schnelle Umsetzung der Ergebnisse in praxiswirksame Technologien aber noch nicht geeignet.