1. Vorhabenziel: Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen. 2. Arbeitsplanung: Hauptinnovation ist die Entwicklung einer Rückgewinnungstechnologie für Nickel, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Ist-Zustandsaufnahme an der Phosphatierung in Bezug auf die Stoffströme, Technikums- und Betriebsversuche an einer Phosphatierungsanlage des Unternehmens, Entwicklung eines Betriebskonzeptes und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung des Verfahrens.
Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen. Hauptinnovation ist die Entwicklung einer Rückgewinnungstechnologie für Nickel, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Auswahl und Einsatz alternativer Membranen für den Kontaktor, eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und die Dokumentation der Ergebnisse. Auf Basis von Grundpolymeren, welche bereits in Standardprodukten der Fumatech zum Einsatz kommen werden chemische Funktionalisierungsreaktionen durchgeführt um die neuartigen Membranmaterialien auf die Applikation in der Nickelrückgewinnung anzupassen. Die Versuche werden zunächst im Labormaßstab durchgeführt, aussichtsreiche Materialien dann einem ersten Up-Scale-Prozess unterzogen.
Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen. Hauptinnovation ist die Entwicklung einer Rückgewinnungstechnologie für Nickel, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Erfassung der Ist-Situation, Entwicklung eines Stofftransportmodells für die Metall-Extraktion, Laborversuche zur Beschreibung des Stoffübergangs für Nickel, Extraktionsmittelsystem, Auswahl und Einsatz alternativer Membranen für den Kontaktor, Steigerung der Extraktionsleistung, Betriebskonzept, Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und Ressourceneffizienzkonzept.
Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Ist-Zustandsaufnahme der Phosphatierung in Bezug auf die Stoffströme, Laborversuche zur Beschreibung des Stoffübergangs, Auswahl des Extraktionsmittelsystems und Kontaktors, Steigerung der Extraktionsleistung für Nickel, Technikums- und Betriebsversuche an einer Phosphatierungsanlage, Entwicklung eines Betriebskonzeptes und allgemeinen Effizienzkonzeptes, Verbundprojektkoordination.
Zum Korrosionsschutz von (Automobil-)Stählen durch Phosphatierung wird Nickel benötigt. Dessen Einsatz gilt es zu minimieren, nicht zuletzt vor dem Hintergrund einer begrenzten strategischen Reichweite und seiner hohen wirtschaftlichen Bedeutung. Ziel dieses Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines Verfahrens zur selektiven Rückgewinnung von Nickel aus Prozesswässern der Phosphatierung mit der Möglichkeit der direkten Rückführung des Wertstoffes in den Prozess. Die Rückgewinnung von Nickel soll auf Basis einer innovativen Rückgewinnungstechnologie mittels Membrankontaktoren erfolgen. Hauptinnovation ist die Entwicklung einer Rückgewinnungstechnologie für Nickel, die einen ressourceneffizienten Betrieb von Phosphatierungsanlagen ermöglicht. In diesem Teilvorhaben sind folgende Arbeitsschritte vorgesehen: Erfassung der Ist-Situation, Technikumsversuche (Planung, Umbau, Anpassung der Anlage), Betriebsversuche an einer Phosphatierungsanlage, Entwicklung eines Betriebskonzepts zur Nickelrückgewinnung, Wirtschaftlichkeitsbetrachtung und Ressourceneffizienzkonzept.
Stickstoffverbindungen wie Ammonium stellen ein hohes Belastungspotential für die Umwelt dar. Ammoniumbelastungen können in Gewässern zur Eutrophierung, d.h. Überdüngung und einem damit verbundenen starken Algenwachstum führen. Besonders betroffen von diesem Umstand sind sowohl Flüsse mit geringer Fließgeschwindigkeit als auch Seen. Aufgrund dieses möglichen Szenarios sind die Ammoniumgrenzwerte der Abwasserreinigungsanlagen hinsichtlich des Einleitens in Fließgewässer niedrig angesetzt. In den letzten Jahren ist das Thema der Rückbelastung kommunaler Anlagen durch Prozesswasser aus der Schlammbehandlung immer mehr ins Interesse der Betreiber gerückt. Dieses Prozesswasser fällt als Überstandswasser aus Eindickern, als Trübwasser aus dem Faulturm sowie als Zentrat aus den Entwässerungsaggregaten an. Je nach Entsorgungspfad des Klärschlammes können weiters noch Kondensat aus der Klärschlammtrocknung oder Wässer der Rauchgaswäsche aus der Verbrennung den Anteil an Prozesswasser, die Rückbelastung verursachen, miteingebunden werden. Um Rückbelastungen einer Kläranlage durch Prozesswasserströme zu verringern, wird in letzter Zeit vermehrt auf eigene Behandlungsstufen gesetzt, in denen gezielt vor allem die hohen Stickstofffrachten entfernt werden. Die bisher üblichen Optionen, die zur Entfernung von Stickstoffverbindungen aus Prozesswässern bzw. hoch belasteten Abwässern herangezogen werden (z.B.: Luft- oder Dampf-Strippung des Ammoniaks, Biologische Hochleistungsverfahren, Membranverfahren sowie MAP-Fällung (Magnesium-Ammonium-Phosphat Fällung), weisen erhebliche technische als auch finanzielle Nachteilen auf, was bei Kläranlagenbetreibern und -planern zu verstärkten Überlegungen bezüglich Kosteneinsparungen bei notwendigen Erweiterungsmaßnahmen führt. Mit Hilfe einer neuartigen Technologie - so genannten Membrankontaktoren - sollen nicht nur die Prozessnachteile überwunden werden, sondern auch eine Technologie zum Einsatz kommen, die gegenüber den bisherigen Verfahren kostengünstiger ist. Erste Einsätze von Membrankontaktoren gibt es bereits im großtechnischen Bereich der chemischen, lebensmitteltechnologischen, pharmazeutischen sowie galvanischen Industrie. Während einzelne Applikationen, vor allem im Medizinbereich (Blutwäsche) bereits etabliert sind, ist der Einsatz in umweltbiotechnologischen Verfahren bisher im Wesentlichen auf wissenschaftliche Untersuchungen beschränkt. Gerade für die in diesem Projekt angestrebte Ammoniumelimination können Membrankontaktoren einen wesentlichen Sprung vorwärts darstellen. Eine Verbesserung des Verfahrens hin zu einem robusten und kostengünstigem Verfahren kann deren Einsatzbereich und Verbreitungsgrad stark erhöhen. Dadurch läst sich ein großes Einsparungspotential im Betrieb von Kläranlagen erzielen. Dies betrifft nicht nur den Betriebsmitteleinsatz sondern auch die notwendige Ausbaugröße. Zusätzlicher Vorteil ist die Wiederverwendung des gewonnen Stickstoffs in hoher Reinheit und Qualität als Ausgangsproduk
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