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TU Berlin

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Sorptions- und Oxidationsverfahren für Reaktivfarbstoffe aus Teilstömen und Mischabwässern - Entfernung von Reaktivfarbstoffen mittels Sorption an Anionentauscher

  • Finanzierung: Deutsche Forschungsgemeinschaft, Sonderforschungsbereich Sfb 193
  • Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. M. Jekel
  • Bearbeitung: Dipl.-Ing. Silke Karcher

Problemstellung
Die Textilveredelnde Industrie (TVI) gehört heute zu den abwasserintensivsten Industriezweigen. So beträgt der spezifische Wasserverbrauch 100 Liter und mehr pro Kilogramm Produkt. Textilabwässer sind meist komplex zusammengesetzt und wegen des Chargenbetriebes schwankt die Zusammensetzung stark. Viele Einsatzstoffe sind mit klassischen Abwasserbehandlungsverfahren nicht oder nur schwer entfernbar. Bei der Indirekteinleitung über kommunale Kläranlagen erfolgt zwar eine Verdünnung, gut wasserlösliche und persistente Stoffe werden jedoch nicht eliminiert. Zur Behandlung des Mischabwassers eines Textilbetriebes reicht ein Verfahrensschritt in der Regel nicht aus, sondern es sind aufwendige Verfahrenskombinationen nötig. In vielen Fällen kann eine Behandlung der Teilströme vor der Vermischung ökonomisch und ökologisch sinnvoller sein als eine Mischabwasserreinigung. Die gezielte Behandlung bestimmter Teilströme kann darüber hinaus die Wiederverwendung des Wassers im selben oder in anderen betrieblichen Prozessen ermöglichen, und damit insgesamt zur Wassereinsparung, beitragen. Abwässer aus der Textilfärberei und den nachfolgenden Spülschritten bilden einen der größten in der TVI anfallenden Abwasserteilströme. Reaktivfarbstoffe sind die am meisten verwendete und gleichzeitig die wohl am schwersten zu entfernende Farbstoffgruppe.

Herangehensweise
Im Projekt A19 des Sfb193 werden Sorptionsverfahren zur Textilabwasserreinigung untersucht. Sie können zum einen als "polishing"-Schritt zur Entfärbung bereits vorbehandelter Abwässer und zum anderen zur Entfärbung von Spülwässern zur innerbetrieblichen Wiederverwendung eingesetzt werden. Sorptionsfilter sind relativ einfach zu installieren und zu betreiben. Damit wären sie bei entsprechender Leistungsfähigkeit gerade für kleine und mittlere Betriebe eine interessante Option. - Ziel der Arbeit ist die Ermittlung von Grundlagen eines Sorptions-Regenerations-Verfahrens zur Reaktivfarbstoffentfernung aus Textilabwasser. Dazu werden verschiedene kommerziell erhältliche Sorbentien untersucht.

Ergebnisse und Perspektiven
Mittels eines Screening wurde ein schwach basischer Anionentauscher als vielversprechendstes Sorbens ermittelt. In Versuchsfiltern konnten bis 700 Bettvolumina (d.h. ein Volumen 700-mal so groß wie das Filtervolumen) einer Modellösung mit 200 mg/L Farbstoff behandelt werden. Voraus-sichtlich sind noch höhere Durchsätze zu erzielen. Das Sorbens kann auch bei hohen Salzgehalten und bei pH-Werten bis ca. 8 eingesetzt werden. Die Regeneration gelingt mit alkalischer Methanol-lösung (Methanol mit 50 mmol/L NaOH und einem geringen Anteil H2O). Dies ermöglicht, das Regeneriermittel durch Destillation zur Wiederverwendung zurückzugewinnen und das zu entsorgende Konzentrat stark einzuengen. Derzeit wird zum einen an der Optimierung des Verfahrens gearbeitet. Zum anderen werden verschiedene Parameter (Isothermen, kinetische Parameter) erhoben, mit dem Ziel, das Verhalten von Sorptionsfiltern zur Reaktivfarbstoffentfernung mit diesem Sorbens zu modellieren und so die Auslegung von technischen Systemen zu berechnen bzw. zumindest abschätzen zu können.

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