Zeitschrift EE

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Membrandestillation zur energieeffizienten Aufkonzentrierung von Galvanikflüssigkeiten

Im Rahmen des Projektes wird die Membrandestillation für den Einsatz bei der Badpflege von Galvanik- bzw. Beizbecken weiterentwickelt. Anhand von Labor- und Technikumsversuchen (im Technikum und direkt in Galvanikbetrieben u.a. der VOEST AG) wird ein geeignetes Membranmodul entwickelt und die Betriebsparameter optimiert.

In der Galvanotechnik erfolgt nach dem Galvanisieren oder Beizen eine Spülung des Werkstückes entweder über einem eigenen Becken oder direkt über dem Aktivbad (Galvanikbad oder Beizbad). Dadurch ist es in einem weiteren Schritt notwendig, entweder die Galvanikflüssigkeit des Aktivbeckens aufzukonzentrieren oder das Spülwasser so aufzubereiten, dass Galvanikflüssigkeit rückgewonnen und das gereinigte Spülwasser wiederverwendet werden kann. Derzeit eingesetzte konventionelle Trennverfahren sind thermische Eindampfung oder Membrantrennverfahren. Diese konventionellen Trennverfahren weisen jedoch meist einen relativ hohen thermischen und/oder elektrischen Energieverbrauch auf.

Abbildung 1:  Galvanikbecken in der metallverarbeitenden Industrie, Fotoquelle: AEE INTEC

Die Membrandestillation hat sich bei der Trinkwassererzeugung aus Meer- bzw. Grundwasser und bei der Abwasserbehandlung bereits als energieeffizientes Verfahren bewährt. Für die Anwendung in der Galvanikindustrie gibt es derzeit allerdings wenige Publikationen und es besteht noch Forschungs- und Entwicklungsbedarf hinsichtlich geeigneter Membran- und Betriebsparameter.

Ziel des Projektes ist es, durch den Einsatz der Membrandestillation den Energieverbrauch für die Aufbereitung von Galvanik- bzw. Beizbecken zu senken sowie aufgrund der geringen Prozesstemperaturen die Nutzung von vorhandener Abwärme und die Integration von Solarthermie zu ermöglichen. In einem ersten Schritt wird anhand von Laborversuchen und der Durchführung von Simulationen ein an die Eigenschaften der Galvanikflüssigkeiten angepasstes Membrandestillations-Modul entwickelt und gebaut, das in weiterer Folge in einer Technikumsanlage eingesetzt und getestet wird. Durch die Versuche und die Auswertung der Ergebnisse können optimale Betriebsparameter (z.B. Strömungsgeschwindigkeiten, Feed- und Permeattemperaturen) bestimmt werden.

Die Analyse des Verhaltens des Membrandestillations-Verfahrens unter realen Betriebsbedingungen wird durch die Installation und den Betrieb der Technikumsanlage direkt in einem Galvanikbetrieb ermöglicht. Hierbei kann auch das Langzeitverhalten der Membrandestillation bei der Aufkonzentrierung von Galvanikflüssigkeiten umfassend betrachtet werden. Im Rahmen des Projektes wird ein Konzept für die Integration der Membrandestillations-Anlage in den Galvanikbetrieb erarbeitet und die Potentiale für die Nutzung von Abwärme und Solarthermie dargestellt. Ein wesentlicher Punkt ist auch die Berechnung der Wirtschaftlichkeit des neuen Verfahrens.

Das Potential der Membrandestillation für die Anwendung in der Industrie soll dargestellt und ein Fokus auf die Senkung des thermischen Energiebedarfes sowie aufgrund der geringeren Prozesstemperaturen auf die Möglichkeit zur Einbindung von Solarthermie und vorhandener Abwärme gelegt werden. Eine optimierte Technikumsanlage mit optimiertem Membranmodul und Betriebsparametern wird im Rahmen des Projektes entwickelt, wobei darauf aufbauend ein Scale-up für eine größere Anlage erfolgen wird.

Auftraggeber

Klima- und Energiefonds der Bundesregierung (Programm: e!MISSION.at)

Projektpartner

ROTREAT Abwasserreinigung GmbH und SolarSpring GmbH (D)

Ansprechperson

DI Matthäus Hubmann, This e-mail address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it.

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