BMBF-Verbundvorhaben: Konzentrate aus der Trinkwasseraufbereitung – Lösungsansätze für die technischen, rechtlichen und wirtschaftlichen Hemmnisse beim Einsatz von NF/RO-Prozessen in der Trinkwasseraufbereitung

Finanzierung:BMBF und DVGW
Laufzeit:01.09.2019 - 31.08.2022
Projektpartner:

IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung (Koordination)
Cornelsen Umwelttechnologie GmbH
DELTA Umwelt-Technik GmbH
LAGOTEC GmbH
LANXESS Deutschland GmbH
Solenis Technologies Germany GmbH
Institut für Technischen Umweltschutz - Umweltverfahrenstechnik der TU Berlin
TZW: DVGW-Technologiezentrum Wasser
Institut für Analytische Chemie der UDE
Mechanische Verfahrenstechnik/Wassertechnik der UDE
Abteilung Evolutionsökologie und Umwelttoxikologie der Goethe-Universität
DVGW-Forschungsstelle TUHH

Projektleitung / Projektbearbeitung:

Dr.-Ing. Barbara Wendler, Shambhavi Arvind Kaushik

Problemstellung:

In der Trinkwasseraufbereitung werden zunehmend die Membrantrennverfahren Nanofiltration und Umkehrosmose (NF und UO) eingesetzt, z.B. für die Reduzierung der Konzentration von Härtebildnern, anderen anorganischen Wasserinhaltsstoffen, natürlichen organischen Stoffen oder zur Entfernung von anthropogenen Spurenstoffen.

Bei NF/UO-Prozessen entstehen unterschiedliche Konzentratmengen mit einer entsprechend höheren Konzentration der abgetrennten Stoffe. Antiscalants (überwiegend Phosphonate und Carboxylate), die zur Vermeidung von Ausfällungen dosiert werden, verbleiben ebenfalls im Konzentrat. Alle Entsorgungswege für die Konzentrate (Direkt- oder Indirekteinleitung) sind Bestandteil der Anlagengenehmigung mit Zustimmung der zuständigen Wasserbehörden. In den letzten Jahren wird die Einleitung von Konzentraten in ein Gewässer durch die zuständigen Genehmigungsbehörden zunehmend kritisch betrachtet, insbesondere wenn die Konzentrate naturfremde anthropogene Spurenstoffe inklusive der zugesetzten Aufbereitungsstoffe oder Nährsalze in hohen Konzentrationen enthalten. Da die Verweigerung der Einleitgenehmigung für die Konzentrate i. d. R. dem Aus der NF/UO gleichkommt, sind Lösungen gefragt, die den Einsatz dieser innovativen und mit vielen Vorteilen versehenen Technologie in der Trinkwasseraufbereitung langfristig sichern.

 

Vorgehensweise:

Im Verbundprojekt KonTriSol werden in sieben Arbeitspaketen verschiedene Lösungsansätze untersucht. Die DVGW-Forschungsstelle TUHH koordiniert das Arbeitspaket „Antiscalants – Bewertung und Alternativen“, in dem folgende Teilziele verfolgt werden:

  • Zuverlässige Bewertung der Wirksamkeit von Antiscalants im Aufbereitungsprozess durch standardisierte Messung der homogenen sowie der heterogenen Kristallisation
  • Sichere Aussagen zum Verhalten eingesetzter Antiscalants im Aufbereitungsprozess sowie zu deren Bewertung vor dem Hintergrund einer optimierten und sicheren Analytik
  • Entwicklung, halbtechnische Umsetzung und Validierung verfahrenstechnischer Strategien zur Minimierung / Vermeidung von Antiscalants

An der DVGW-Forschungsstelle TUHH werden dazu Laborversuche zur Wirksamkeit von Antiscalants bei wechselnden Randbedingungen (DOC-Gehalt, Ausbeute, Temperatur, pH, etc.) durchgeführt. Es werden sowohl Tests zur Bewertung des homogenen Scalings in der Wasserphase als auch zur Bewertung des heterogenen Scalings auf (Membran-)Oberflächen eingesetzt und weiterentwickelt sowie mit Berechnungsergebnissen aus Softwareprogrammen verschiedener Membran- und Antiscalant-Hersteller verglichen.

Ziel ist, einen zuverlässigen, harmonisierten Test zur Überprüfung der Wirksamkeit von Scaling-inhibierenden Substanzen (Antiscalants und deren Inhaltsstoffen) in Abhängigkeit von den jeweiligen Randbedingungen des Membranprozesses (Vorbehandlung, Wassermatrix, Ausbeute, etc.) zu entwickeln. Dies soll zur Identifizierung von Antiscalant-Produkten oder Produktmischungen und ggf. alternativen Formulierungen dienen, die möglichst vollständig durch die Membranen zurückgehalten werden, in möglichst geringen Konzentrationen mit möglichst wenigen Nebenbestandteilen eingesetzt werden können und die bei Einleitung in Gewässer möglichst geringe Auswirkungen auf die Umwelt haben.


 

Projektwebseite:kontrisol.de