Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Rohstoffe aus Industriewässern gewinnen – mit Membranadsorbern

15.06.2015

Am Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB in Stuttgart entwickeln Wissenschaftler Membranadsorber, mit denen sich Schad- und Wertstoffe aus Wasser selektiv abtrennen lassen. Diese Technologie kann einerseits zur Wasseraufbereitung eingesetzt werden, ein großes Potenzial liegt aber speziell in der Rückgewinnung von wertvollen Metallen. Vom 15. bis 19. Juni 2015 präsentiert das IGB die Membranadsorber auf der ACHEMA in Frankfurt (Halle 9.2, Stand D64).

Im Zuge knapper werdender Ressourcen gewinnt das Recycling von Rohstoffen immer mehr an Bedeutung. Insbesondere Sondermetalle sind aufgrund ihres Werts (Edelmetalle) oder ihrer Verfügbarkeit (Seltene Erden) für die Industrie enorm wichtig. In industriellen Prozess- und Abwasserströmen sind beträchtliche Mengen dieser metallischen Rohstoffe enthalten.


Membranadsorber Wertstoffe

Auch bei Feststoffen wie Elektronikschrott oder Aschen aus Verbrennungsprozessen erfolgt in der Regel eine nasschemische Aufarbeitung, um Metalle aus dieser Matrix herauszulösen. Hier sind weitere, zum Teil sehr aufwendige Prozessschritte nötig. Um die Wertstoffe aus dem Wasser wiederzugewinnen, bedarf es also kostengünstiger und effizienter Trennverfahren. Das Fraunhofer IGB entwickelt hierfür spezielle Membran-adsorber.

Mixed-Matrix-Membranen binden Wertstoffe

Mithilfe von Membranen lässt sich Wasser filtern, wobei in erster Linie die Porengröße bestimmt, welche Stoffe durchgelassen werden. Die unter der Membranoberfläche gelegenen porösen Strukturen blieben dabei bisher ungenutzt. Hier setzt die am Fraunhofer IGB neu entwickelte Adsorbertechnologie an.

»Dabei integrieren wir Partikel, die im Wasser gelöste Stoffe adsorptiv binden, gut zugänglich in den Mikroporen der Membranen«, erläutert Dr. Thomas Schiestel, der am IGB die Gruppe »Anorganische Grenzflächen und Membranen« leitet. Auf diese Weise entstehen sogenannte Mixed-Matrix-Membranen, die Wasser nicht nur durch die Zurückhaltung von Stoffen filtern, sondern die enthaltenen Wertstoffe gezielt festhalten können.

Membranen mit Adsorberpartikeln individuell funktionalisiert

Aufgrund der Vielzahl nutzbarer Partikel können die Membranen für den jeweils angedachten Zweck funktionalisiert werden. So lassen sich selektiv ganz bestimmte Wertstoffe in reiner Form aus dem Wasser gewinnen. »Membranadsorber mit Schwefelharnstoffgruppen binden beispielsweise über 0,8 Gramm Silber pro Quadratmeter Membranfläche, Phosphonat-Membranadsorber 1,5 Gramm«, beschreibt IGB-Wissenschaftler Schiestel.

Zudem ist es möglich, verschiedene Partikel in einer einzigen Membran zu kombinieren, um mehrere unterschiedliche Stoffe gleichzeitig zu binden. Dies hat vor allem bei der Abwasserreinigung große Vorteile. Durch die Variation der Partikeloberfläche und die Kombination unterschiedlicher Partikel stellt das IGB Membranadsorber her, deren Trenneigenschaften flexibel für Anwendungen in den Bereichen Trinkwasser, Prozesswasser und Abwasser angepasst werden können.

Wenn es um die Wirtschaftlichkeit der Trennverfahren geht, kommt der Regenerierbarkeit der Membranen eine besondere Bedeutung zu. Bei den am IGB entwickelten Membransystemen erreichten die Fraunhofer-Wissenschaftler eine vollständige Regeneration der Adsorber. Kupfer lässt sich auf diese Weise um den Faktor 100 anreichern.

Das Forscherteam am Fraunhofer IGB wird nun in weiteren Arbeiten das Prinzip der Membranadsorber auf Hohlfasermembranen übertragen. Diese ermöglichen sowohl eine höhere spezifische Trennfläche als auch ein höheres spezifisches Adsorptionsvolumen.

Fraunhofer IGB auf der ACHEMA 2015

»Unsere Forschungsergebnisse stellen wir nun auf der Achema 2015 vor«, erklärt Schiestel. »Dort informieren wir Besucher gern über die Technologie und ihre Anwendungsmöglichkeiten.« Das IGB ist auf der Messe in Frankfurt vom 15.–19. Juni 2015 am Fraunhofer-Gemeinschaftsstand vertreten (Halle 9.2, Stand D64).

Originalliteratur

K. Niedergall, M. Bach, T. Hirth, G.E.M. Tovar, T. Schiestel (2014) Removal of micropollutants from water by nanocomposite membrane adsorbers, Sep. Purif. Technol. 131: 60-68

K. Niedergall, M. Bach, T. Schiestel, G.E.M. Tovar (2013) Nanostructured composite adsorber membranes for the reduction of trace substances in water: the example of bisphenol A, Industrial Chemical Research ACS Special Issue: Recent Advances in Nanotechnology-based Water Purification Methods, Ind. Eng. Chem. Res. 52/39 14011, DOI: 10.1021/ie303264r

Weitere Informationen:

http://www.igb.fraunhofer.de/de/presse-medien/presseinformationen/2015/rohstoffe...

Dr. Claudia Vorbeck | Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik IGB

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Messenachrichten:

nachricht Safety first – höchstmöglicher IT-Schutz
06.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

nachricht Schaltschrank-Standards zum Anfassen
06.09.2016 | Rittal GmbH & Co. KG

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Messenachrichten >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Verkehrsstau im Nichts

Konstanzer Physiker verbuchen neue Erfolge bei der Vermessung des Quanten-Vakuums

An der Universität Konstanz ist ein weiterer bedeutender Schritt hin zu einem völlig neuen experimentellen Zugang zur Quantenphysik gelungen. Das Team um Prof....

Im Focus: Traffic jam in empty space

New success for Konstanz physicists in studying the quantum vacuum

An important step towards a completely new experimental access to quantum physics has been made at University of Konstanz. The team of scientists headed by...

Im Focus: Textiler Hochwasserschutz erhöht Sicherheit

Wissenschaftler der TU Chemnitz präsentieren im Februar und März 2017 ein neues temporäres System zum Schutz gegen Hochwasser auf Baumessen in Chemnitz und Dresden

Auch die jüngsten Hochwasserereignisse zeigen, dass vielerorts das natürliche Rückhaltepotential von Uferbereichen schnell erschöpft ist und angrenzende...

Im Focus: Wie Darmbakterien krank machen

HZI-Forscher entschlüsseln Infektionsmechanismen von Yersinien und Immunantworten des Wirts

Yersinien verursachen schwere Darminfektionen. Um ihre Infektionsmechanismen besser zu verstehen, werden Studien mit dem Modellorganismus Yersinia...

Im Focus: How gut bacteria can make us ill

HZI researchers decipher infection mechanisms of Yersinia and immune responses of the host

Yersiniae cause severe intestinal infections. Studies using Yersinia pseudotuberculosis as a model organism aim to elucidate the infection mechanisms of these...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Nachhaltige Wassernutzung in der Landwirtschaft Osteuropas und Zentralasiens

19.01.2017 | Veranstaltungen

Künftige Rohstoffexperten aus aller Welt in Freiberg zur Winterschule

18.01.2017 | Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Flashmob der Moleküle

19.01.2017 | Physik Astronomie

Tollwutviren zeigen Verschaltungen im gläsernen Gehirn

19.01.2017 | Medizin Gesundheit

Fraunhofer-Institute entwickeln zerstörungsfreie Qualitätsprüfung für Hybridgussbauteile

19.01.2017 | Verfahrenstechnologie