gwf Wasser/Abwasser Trinkwasserkommission (Vorschau)

FOKUS
Abwasserbehandlung
Molkereiabwasser elektrochemisch reinigen –
und dabei Strom erzeugen
© CFalk/pixelio.de
Ein modulares System, um Molkereiabwasser elektrochemisch zu reinigen, entwickelt das Fraunhofer-Institut
für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart gemeinsam mit Partnern aus Forschung und
Industrie in einem von der EU geförderten Projekt. Mit einer integrierten Brennstoffzelle soll der bei der
elektrochemischen Behandlung entstehende Wasserstoff für die Stromversorgung des Systems genutzt werden.
Die Abwässer bei der Herstellung
von Milchprodukten wie Käse,
Quark und Joghurt enthalten typischerweise
organische Verunreinigungen
wie Milchzucker, Proteine
und Milchfette, dazu Tenside und
Desinfektionsmittel aus der Reinigung
der Produktionsanlagen. Bei
der Käseherstellung entsteht zudem
Molke, eine wässrige Lösung, die
neben Milchproteinen vor allem
Milchzucker enthält. Aufgrund des
hohen chemischen und biologischen
Sauerstoffbedarfs bereiten
große Molkereibetriebe ihr Abwasser
mit biologischen Klärstufen auf.
Vor allem kleine und mittelständische
Betriebe können die Investitionen
in derartige großtechnische
Lösungen nicht leisten.
In dem von der EU geförderten
Projekt REWAGEN entwickelt ein
europäisches Projektkonsortium
aus Forschung und Wirtschaft
unter Leitung des Fraunhofer-Instituts
für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik
IGB in Stuttgart nun
ein mehrstufiges Verfahren zur
effizienten elektrochemischen Be -
handlung von Molkereiabwasser
und Molke. Durch eine modulare
Bauweise soll das System flexibel
auf die Abwassermengen auch
kleinerer Molkereien angepasst
werden können. „Die einzelnen
Verfahrensschritte werden dabei
zu einem geschlossenen Prozess
kombiniert und integriert. Ziel ist
es, dass jeder Prozessschritt einen
Stoffstrom liefert, der weiter aufgearbeitet
oder ins System zurückgeführt
werden kann“, erläutert
Alexander Karos, Projektleiter am
Fraunhofer IGB. Das gereinigte
Wasser kann direkt wiedergenutzt
werden, beispielsweise für die
Reinigung der Anlagen.
Der bei der elektrochemischen
Behandlung des Wassers als Nebenprodukt
entstehende Wasserstoff
soll ebenfalls genutzt werden. „Den
Wasserstoff wollen wir zurückführen
und reinigen, sodass wir ihn mittels
einer Brennstoffzelle zur Energieversorgung
des Systems nutzen
können“, verdeutlicht Karos den
neuartigen Ansatz.
„Für die Reinigung des Abwassers
setzen wir auf elektrochemische
Verfahren, weil wir so auf die Zudosierung
von Chemikalien und die
damit verbundene Aufsalzung des
Wassers verzichten können“, führt
Karos aus. Hierzu wollen die Forscher
vier verschiedene elektrochemische
Verfahren kombinieren. In
einem ersten Schritt sollen Öle und
Fette mit dem Verfahren der gepulsten
Elektrokoaleszenz abgetrennt
werden: Fein dispergierte Öltröpfchen
bewegen sich im elek trischen
Wechselfeld aufgrund ihrer Oberflächenladung
und fließen zu größeren
Öltropfen zusammen, die
mechanisch abgetrennt werden
können. Partikuläre Verunreinigungen
werden in einem nachfolgenden
Schritt mittels Elektroflockung
abgetrennt. „Hier setzen wir Eisenelektroden
ein. Sie geben Eisenionen
ins Wasser ab, die zu Eisenhydroxidflocken
reagieren. Mit diesen
Flocken adsorbieren und fällen wir
organische Feststoffe“, konkretisiert
Karos. In einer dritten elektrochemischen
Zelle werden mittels elektrooxidativer
Prozesse, beispielsweise
über eine Diamantelektrode, gelöste
organische Bestandteile abgebaut.
Und schließlich werden in einer vierten
Stufe mit kapazitiver Deionisation
auch gelöste Salze entfernt,
indem sie an einer entsprechend
geladenen Elektrode aufkonzentriert
und abgeschieden werden.
Das Projekt REWAGEN „Electrochemical
WAter treatment system in
the dairy industry with hydroGEN
REcovery and electricity production“
wird seit Juni 2012 für vier Jahre im
7. Forschungsrahmenprogramm unter
dem Förderkennzeichen 283018
gefördert. Forschungspartner neben
dem Fraunhofer IGB ist Leitat (Spanien).
Beteiligte KMU sind HyGear
(Niederlande), Aqon (Deutschland),
Idropan Dell Orto Depuratori (Italien),
Productes El Canadell (Spanien),
C-Tech Innovation (Großbritannien),
ISA – Intelligent Sensing
Anywhere (Portugal), Eilenburger
Elektrolyse- und Umwelttechnik
(Deutschland) und Know ledge Innovation
Market (Spanien).
Ansprechpartner:
Dipl.-Ing. Siegfried Egner,
Tel. (0711) 970-3643,
Alexander Karos M. Sc.,
Mobil 0172 7148215
Weitere Informationen:
http://www.igb.fraunhofer.de/de/
presse-medien/presseinformationen/2013/
molkerei... – Presseinfo
http://www.rewagen.eu/ – Projektwebsite
Juli/August 2013
770 gwf-Wasser Abwasser