SULFAMOS – Sulfatabreicherung mittels Vorwärtsosmose und Hohlfasertauchmodulen

Sulfatabreicherung aus dem Braunkohletagebau mittels Vorwärtsosmose

Zu den Spätfolgen des Braunkohletagebaus in Deutschland gehört die großflächige Eisen- und Sulfatbelastung von Grund- und Oberflächenwässern. Im Fall der Lausitz ist davon nicht nur die Region selbst betroffen, sondern alle das Spreewasser nutzenden Wasserwerke, also auch Frankfurt/Oder und Berlin. Ähnlich sieht es im Raum Leipzig und künftig auch in der Niederrheinischen Bucht aus.

Erstes Ziel des SULFAMOS‑Projektes ist es, ein Verfahren auf Basis der kontinuierlichen Vorwärtsosmose zu entwickeln und zu demonstrieren, um Sulfat aus Abwässern, Oberflächen- und Grundwässern abzureichern, sodass sie als Bewässerungs- und Trinkwasser nutzbar sind. Gleichzeitig fehlt zukünftig der Bauindustrie der Rohstoff Gips, der bisher in den Rauchgasentschwefelungsanlagen der Braunkohlekraftwerke erzeugt wird. Zweites Ziel ist es deshalb, das in Form von Gips ausgefällte Sulfat als Rohstoff nutzbar zu machen.

Tauchmodule mit maßgeschneiderten Hohlfasermembranen

Aufgabe des IGB im Projekt ist die Entwicklung einer für diese Anwendung maßgeschneiderten Vorwärtsosmose Membran. Dazu wurden Hohlfasern auf Cellusloseacetat‑Basis entwickelt, welche die Trennschicht außen tragen (Abb. 1) und aus einem grünen Lösemittel verarbeitet wurden [1]. Dies erlaubt, die Hohlfasermembranen in Form von Tauchmodulen direkt zur Behandlung im Gewässer einzusetzen.

Die Hohlfasern besitzen in der Nanofiltration einen hohen Rückhalt für das Sulfation (Abb. 2). In der Vorwärtsosmose können Wasserfluss und inverser Salzfluss über die Bedingungen der Nachbehandlung eingestellt werden (Abb. 3). Mittlerweile können diese Hohlfasern im 100‑Meter‑Maßstab reproduzierbar hergestellt und den Partnern für Feldtests zur Verfügung gestellt werden. Zukünftig soll auch das Potenzial dieser Membranen für die Energiegewinnung untersucht werden [2].