Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die Erfahrungen mit dem Betriebsverhalten getauchter Membranmodule und die bislang geringe Anzahl technisch eingesetzter Systeme in der Abwasserreinigung lassen den Schluss zu, dass ein Spielraum f\u00fcr Weiterentwicklungen gegeben ist. Diese sollten eine Erh\u00f6hung der Betriebsstabilit\u00e4t, eine Verringerung der Betriebskosten und geringere Investitionen zum Ziel haben.
\nDaher waren die wesentlichen Ziele des Projektes die Entwicklung eines kosteng\u00fcnstigen Membranmoduls durch die Verwendung eines recyclebaren Membrantr\u00e4gers aus Beton, Reduzierung der Betriebs-kosten durch eine Verringerung des notwendigen Energiebedarfs f\u00fcr die \u00dcberstr\u00f6mung der Membranfl\u00e4chen, Reduzierung von Betriebsst\u00f6rungen durch Verblockungen der Membranoberfl\u00e4chen.
\nDie Entwicklung sollte mit der Fertigung mehrerer Prototypen abgeschlossen werden, die danach einem Praxistest mit Belebtschlamm-Wasser-Gemischen unterzogen werden sollten.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen des Vorhabens wurde ein neuartiges Membranmodul entwickelt. Hierbei diente als Draina-gematerial ein mit Polymeren gebundener Splitt und als Tr\u00e4germaterial ein por\u00f6ser Beton, auf den eine Membranschicht aufgebracht wurde. Durch die fl\u00e4chige Fixierung der Membranfl\u00e4che wird eine R\u00fccksp\u00fclbarkeit des Platten-Membran-Moduls erzielt, die eine Erh\u00f6hung und Verl\u00e4ngerung der Membranleistung bzw. eine Senkung der Kosten f\u00fcr die aufzubringende \u00dcberstr\u00f6mungsenergie erwarten lie\u00df.
\nIm Rahmen des Projektes sollten nach Abschluss der Entwicklungsphase mehrere Prototypen dieser Membranmodule hergestellt werden. Daran sollte sich eine mehrmonatige Testphase anschlie\u00dfen, in welcher das Modul auf die Eignung zur Abwasserbehandlung zu pr\u00fcfen und ggf. zu optimieren war. Schwerpunkt der praxisnahen Untersuchungen sollte die Ermittlung der Leistungsdaten der Membran beim Einsatz zur Trennung von Belebtschlamm-Wasser-Gemischen bilden. Hierzu waren Voruntersuchungen mit Klarwasser zur Bestimmung der Leistungsaufnahme der Membranmodule im Originalzustand, der Normalbetrieb mit Belebtschlamm-Wasser-Gemischen, der Betrieb im geringen bis mittleren hydraulischen Belastungsbereich, um in Abh\u00e4ngigkeit von der Leistung im Vergleich zu bestehenden Systemen eine Modifikation der Anstr\u00f6mung des Moduls vorzunehmen, der Leistungsbetrieb mit Belebtschlamm-Wasser-Gemischen, die Erh\u00f6hung der Fl\u00fcsse in den hohen Belastungsbereich, der sich aus den Leistungsdaten des vorangegangenen Untersuchungsabschnitts ergibt, die chemische Reinigung der Module, um Ablagerungen auf bzw. in der Membran, die im Zuge des Betriebs zu Leistungsverlusten f\u00fchren, in situ zu beseitigen, sowie Nachuntersuchungen mit Klarwasser zur Bestimmung der Leistung der Membranmodule nach dem Einsatz vorgesehen. Des Weiteren sollte die Recyclef\u00e4higkeit des Membrantr\u00e4gers durch die Erneuerung der Membranbeschichtung \u00fcberpr\u00fcft werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es wurden zun\u00e4chst Versuche an unbeschichteten Betonk\u00f6rpern durchgef\u00fchrt, um die grunds\u00e4tzliche Eignung des Materials zu testen. Weitere Untersuchungen an verschiedenen beschichteten Modulen zeigten, dass bzgl. des Auftrages und des Verbundes weiterer Entwicklungsbedarf besteht. Die bei der Herstellung der Module aufgetretenen Schwierigkeiten konnten soweit gel\u00f6st werden, dass letztlich ein funktionsf\u00e4higes Modul f\u00fcr Untersuchungen mit Klarwasser und Belebtschlamm zur Verf\u00fcgung stand. Bei einem Einsatz des Moduls im Teststand konnten mit Klarwasser ca. 15 L\/(m\u00b2\u00b7h\u00b7bar) und mit Belebtschlamm 10 – 12 L\/(m\u00b2\u00b7h\u00b7bar) im Dauerversuch erreicht werden Der gemessene Transmembrandruck lag bei allen Versuchen im Bereich von 0,6 bis 0,7 bar, ohne dass ein Unterschied zwischen Belebtschlamm oder Klarwasser erkennbar war.<\/p>\n
Eines der Hauptprobleme bei der Modulherstellung besteht darin, dass durch die Verwendung von bis zu drei unterschiedlichen Zementsorten f\u00fcr den por\u00f6sen Innenkern, f\u00fcr die por\u00f6se Membranst\u00fctzschicht und f\u00fcr die wasserdichte R\u00fcckseite des Moduls und die damit verbundenen Spannungen infolge des un-terschiedlichen Hydratationsverhaltens eine ebene Oberfl\u00e4che nur schwer herzustellen ist. Die Memb-ranbeschichtung konnte demzufolge nicht in konstanter Dicke aufgetragen werden, um eine gleichm\u00e4\u00dfi-ge Durchl\u00e4ssigkeit zu erreichen. <\/p>\n
Die guten hydraulischen Eigenschaften der einzelnen Komponenten konnten im Moduldesign nicht konserviert werden. Der limitierende Faktor der hydraulischen Leistungsf\u00e4higkeit scheint demnach im Mo-duldesign selber zu liegen. <\/p>\n
Die Ergebnisse der 1. Projektphase veranlassten die DBU, die Einbindung eines Betonherstellers als Voraussetzung zur Weiterf\u00fchrung des Projektes zu fordern, was aber im Laufe von zwei Jahren nicht gelang. Daher wurde das Vorhaben vorzeitig beendet.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Vorhaben wurde bei der 5. Aachener Tagung Siedlungswasserwirtschaft und Verfahrenstechnik 2003 auf einem Poster vorgestellt.
\nDie in der 1. Phase erzielten Ergebnisse wurden nicht weiter publiziert.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im nun beendeten Projekt wurde eine neuartige Verbindung von Mikrofiltrationsmembran auf PES-Basis und einem zementgebundenen, por\u00f6sen Tr\u00e4germaterial entwickelt. In Versuchen konnte eine grunds\u00e4tzliche Eignung zur Mikrofiltration festgestellt werden, die auch die Option eines Einsatzes in der Abwasserreinigung bietet. <\/p>\n
Die Erkenntnisse aus der Entwicklungsarbeit wurden in der Herstellung mehrerer halbtechnischer Prototypen in Form von beidseitig und einseitig beschichteten Plattenmodulen umgesetzt. Die Probleme, die bei der Herstellung und der Beschichtung nicht v\u00f6llig planer Betonk\u00f6rper auftraten, zeigen, dass noch ein geeignetes Beschichtungsverfahren zur Aufbringung der Polymerl\u00f6sung auf den Betontr\u00e4ger zu entwickeln ist und die Herstellung der Betontr\u00e4gerk\u00f6rper verbesserungsw\u00fcrdig ist. <\/p>\n
Dies und die Ergebnisse der 1. Phase veranlassten die DBU dazu, zur Herstellung und Optimierung der Tr\u00e4gerplatten die Einbindung eines Betonherstellers zu fordern. Dies ist bis Oktober 2005 nicht gelungen. Somit konnte noch nicht eine ausreichend gro\u00dfe Membranfl\u00e4che (ca. 1 m\u00b2) hergestellt werden, die in einem halbtechnischen Ma\u00dfstab in praxisnahen Versuchen auf ihre Leistungsf\u00e4higkeit und ihr Verhalten im Hinblick auf den Einsatz von Reinigungschemikalien gepr\u00fcft werden sollte.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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