Membrandestillation mit keramischen Membranen
Eine Technologie, die zur Weiterbehandlung von Laugen und Sohlen (bis hin zu zero-liquid Discharge) von konventionellen Entsalzungstechnologien oder zur Aufbereitung von industriellen Abwässern und Prozesswässern geeignet ist, ist die Membrandestillation (MD). Die MD ist ein membranbasiertes, thermisch getriebenes und noch nicht vollends kommerzialisiertes Destillationsverfahren. Eine hydrophobe makroporöse Membran dient als Barriere zwischen einer warmen salzhaltigen Feed- und der kalten Permeatseite. Eine Partialdruckdifferenz über die Membran führt zu einem Verdampfungsprozess an der Feedseite der Membran und zu einem Stofftransport auf die Permeatseite. Stand der Technik ist der Einsatz von hydrophoben Polymermembranen. Obwohl Polymermembranen in der MD hohe Flüsse und gute Rückhalte aufweisen können, sind sie für einen Einsatz in aggressiven Medien (Abrasion, Plastifizierung, …) nicht geeignet. Die Entsalzung von aggressiven Medien mit MD-Prozessen kann damit den Einsatz von mechanisch, thermisch und chemisch robusten keramischen Membranen erfordern. Das Promotionsprojekt befasst sich mit der Bewertung und Optimierung von keramischen Membranen für einen Einsatz in der Membrandestillation. Außerdem stehen die Verfahrensoptimierung, die Prozessintegration sowie die energetische Bilanzierung des Verfahrens unter Nutzung keramischer Membranen im Fokus.
Erste Ergebnisse der Forschungsarbeit zeigen, dass schon eine minimale Erhöhung der Porosität der Membrantrennschicht (+8%) eine Erhöhung des Stofftransportes um einen Faktor von bis zu 4 bedingen kann. Weiterhin konnte gezeigt werden, dass die Porosität des Supportes eine erhebliche Bedeutung für die energetische Bilanzierung des Verfahrens einnimmt.