Energierückgewinnung bei der Abwasserreinigung
Der Milchsektor ist eine der Branchen mit den größten Umweltbelastungen und produziert große Mengen an Abwasser, das schwer zu entfernende anorganische und organische Verbindungen enthält. Abwasser kann elektrochemisch behandelt werden, um Fette, Öle sowie feste und gelöste Verbindungen aus den Milchverarbeitungsprozessen zu entfernen, die resistent gegen eine herkömmliche chemische oder biologische Behandlung sind. Aber diese Option ist energieintensiv. Die EU-finanzierte Initiative REWAGEN (Electrochemical water treatment system in the dairy industry with hydrogen recovery and electricity production) entwickelte eine sich selbst erhaltende, elektrisch betriebene Abwasserbehandlungsanlage. Die Forscher wollten den Wasserstoff, der während der elektrochemischen Behandlung erzeugt wird, verwenden, um das System anzutreiben. REWAGEN trennte Fette und Öle aus Abwasser mithilfe von elektrischen Feldern, die Öltröpfchen an der Öl-Wasser-Grenzfläche zusammenführen. Als nächstes führten die Forscher zwei elektrochemischen Behandlungsschritte aus, damit Schwebstoffe zusammenklumpen und organische Materialien entweder ausfallen, um sie leichter entfernt werden zu können, oder sich zersetzen. Diesen beiden Schritten folgte eine abschließende Entsalzung unter Verwendung einer energiearmen und chemikalienfreien kapazitiven Deionisationstechnologie. Das Team gewann dann den Wasserstoff als Nebenprodukt dieser elektrochemischen Behandlung und reinigte ihn, um eine Brennstoffzelle zu versorgen. Später wurde diese Brennstoffzelle als Sekundärstromerzeuger eingesetzt. Danach komplettierte REWAGEN den gesamten Zyklus und recycelt das Wasser, das als Abfallprodukt der Wasserstoffbrennstoffzelle entsteht. Die elektrochemische Technologie von REWAGEN im Labor-Maßstab konnte Fette, Öle und bis zu 98% der Feststoffe aus Abwasser entfernen. Die Forscher schufen auch ein Verfahren zum Einfangen und reinigen von Wasserstoffgas. Die Partner entwickelten ein System mit Technologien, die mit der Wasserstoffgewinnung vorher noch nicht kombiniert worden waren. Nach der Hochskalierung für die Milchindustrie sollte diese effiziente Abwasserbehandlung sollte die Prozesskosten senken, indem Energie- und Wasserverbrauch zu reduzieren. Darüber hinaus könnte das innovative Verfahren von REWAGEN zur elektrochemischen Umwandlung von Wasserstoff in Energie der Brennstoffzellen-Industrie zugutekommen.
Schlüsselbegriffe
Wasserstoffgewinnung, Abwasserbehandlung, elektrochemische Behandlung, REWAGEN, Milchindustrie
