Hin zur Online-Überwachung von metallhaltigen Abwässern

Im Einklang mit den Umweltauflagen wurde eine neuartige Sensortechnik entworfen und entwickelt, die anschließend für die Online-Überwachung von metallhaltigen Abwässern bewertet wurde.

Herkömmliche Verfahren der Abfallbehandlung können ihre Wirksamkeit verlieren, da sie mit den sich (durch Auflagen) ständig verschärfenden Grenzwerten zur Konzentration von Schadstoffen in Industrieabwässern Schritt halten müssen. Deshalb wäre ein neuer, integrierter Ansatz sinnvoller als die Reduktion von Emissionen durch additive Umweltschutzverfahren.

Das MEWAPREV-Projekt befasste sich als Reaktion darauf mit der Entwicklung von Verfahren mit einer Online-Komponente, die zur Vermeidung von metallischen Abfallprodukten in Industrieabwässern dienen. Die Arbeiten während des Projekts umfassten den Einsatz von vollständig gesteuerten Geräten (Lab-on-Chip), zu denen trägergestützte Flüssigmembranen (SLM – Supported Liquid Membranes) und Modifizierte Elektrodialyse (MED) in Kombination mit dreidimensionalen Kathodenzellen gehören.

In diesem Zusammenhang entwarfen die Forscher einen innovativen Isotachophorese-(ITP)-Injektor für Probeinjektionen verschiedenen Umfangs, der zuverlässig und einfach zu benutzen ist. Die Prototypen wurden aus Polymethylmethacrylat (PMMA) hergestellt und mithilfe einer schnellen direkten Mikrozerspanungsmethode gefertigt.

Diese mikroelektronischen Bauelemente wurden auf ihre Eignung für die Online-Überwachung getestet, wobei ein speziell entwickeltes System zur Behandlung von Flüssigkeiten eingesetzt wurde, das automatisch Proben und Elektrolyte fördert. Auf der Grundlage dieser Einschätzungsdaten wurde ein MEWAPREV-Überwachungssystem für die Industrie entwickelt, das bei der Online-Analyse von wässrigen Probeflüssen benutzt werden kann. Das System wird durch eine entsprechend entwickelte Software vollständig gesteuert.

Weiterhin wurden neue Elektrolytsysteme zur Trennung von verschiedenen Metallionenarten wie Ca, Mg, Mn, Cr, Co, Fe, Ni, Zn und Cu entwickelt. Diese Systeme sind zur Vervollkommnung der Analyse von metallhaltigen Abwässern geeignet. Neben den Metallionen in Industrieabwässern kann die Sensortechnik auch zur Analyse anderer Ionenarten aus verschiedenen Bereichen der Industrie genutzt werden.

Der Prototyp befindet sich bereits in einer gemeinsamen Patentanwendung mit Siemens. Es wird nach Möglichkeiten der Zusammenarbeit mit potenziellen Partnern gesucht, die sich für die Online-Prozesssteuerung interessieren. Weiterhin werden hiermit Partner aus der chemischen Industrie angesprochen, die sich mit der Messung von Ionenkonzentrationen in fließenden wässrigen Substanzen beschäftigen.