Nutzung von sekundären Rohstoffen in der Abwasserbehandlung
Hintergrund
Durch das Wachstum der Bevölkerung, Urbanisierung, industrielle Entwicklung und das Bestreben Prozesse ganzheitlich im Sinne der Kreislaufwirtschaft zu gestalten, nimmt die Nutzung von Abfallstoffen einen immer wichtiger werdenden Aspekt der Forschung ein. Dabei intensiviert sich die Forschung zur Nutzung von Abfallstoffen aus der Lebensmittelindustrie oder anderen Industrien mit kohlenstoffhaltigen Abfällen als Adsorptionsmittel in der Abwasserbehandlung.
Die Adsorptionskapazität von kohlenstoffhaltigen Adsorptionsmitteln kann durch verschiedene Parameter beeinflusst werden. Darunter zählen z.B. die spezifische Oberfläche, der pH-Wert des Adsorptionsmittels, die Temperatur, bei der die Adsorption erfolgt, die Parameter des Karbonisierungsprozesses, die Partikelgröße des Adsorptionskorns, der Rohstoff, aus der das Karbonisat hergestellt wurde, die Zusammensetzung des Abwassers und die funktionellen Gruppen auf der Oberfläche des Adsorptionsmittels.
Forschungsgegenstand
Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den Einfluss der Funktionalisierung eines Karbonisats mit verschiedenen Chemikalien oder Oberflächenmodifikationsmethoden auf die Adsorptionskapazität und die Kinetik der Adsorption zu untersuchen. Dabei sollen die Karbonisate anhand von Leitsubstanzen und realen Abwässern mit komplexer Matrix untersucht werden.
Im ersten Schritt werden die Karbonisate erzeugt, anschließend charakterisiert. Dafür werden für jedes Karbonisat für Adsorptionsmittel typische Materialeigenschaften ermittelt: spezifische Oberfläche des Karbonisats, Jodzahl, Kinetik der Adsorption, funktionellen Gruppen auf der Oberfläche sowie die Topografie dieser.
Darauf folgt die Funktionalisierung oder Modifizierung der Oberfläche mit anschließender Bestimmung der vorher genannten Materialeigenschaften. Im Anschluss folgen Untersuchungen zur Anwendung in der Abwasserreinigung. Dabei liegt der Fokus auf der Qualität des Reinigungsprozesses, der Selektivität des Adsorptionsprozesses gegenüber bestimmter Wertstoffe im Abwasser und deren Rückgewinnung, sowie die Regeneration des Karbonisats für den zirkulären Einsatz in der Abwasseraufbereitung.