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Simultane Produktion von Baustoffen und Trinkwasser aus sulfathaltigen Grubenwässern
Zeit:
Dienstag, 03.09.2024:
10:25 - 10:40
Chair der Sitzung: Sebastian Westermann
Ort:Raum 110
Präsentationen
Simultane Produktion von Baustoffen und Trinkwasser aus sulfathaltigen Grubenwässern
Roland Mayer, Isabel Jordan
GEOS Ingenieurgesellschaft mbH, Deutschland
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. Gleichzeitig fehlt zukünftig der Bauindustrie der Rohstoff Gips, der bisher in den Rauchgasentschwefelungsanlagen der Braunkohlekraftwerke erzeugt wird. Die Partner im Verbundprojekt SULFAMOS hatten sich daher zum Ziel gesetzt, ein Verfahren auf Basis der kontinuierlichen Vorwärtsosmose zu entwickeln und zu demonstrieren, welches erlauben soll, simultan Sulfat aus Abwässern, Oberflächen- und Grundwässern abzureichern und Gips zu erzeugen. Das nunmehr im April 2024 abgeschlossene Projekt wurde zur Grubenwassertagung Kassel2022 bereits einmal vorgestellt. Indem die Gipsfällung in Laborversuchen unter verschiedenen Bedingungen sowohl mit synthetischen als auch mit realen Grubenwässern erfolgreich demonstriert werden konnte, gelang es den Verbundpartnern, das in Form von Gips ausgefällte Sulfat durch Kombination der Prozessstufen Vorwärtsomose und Fällung als Rohstoff nutzbar zu machen. Im weiteren Projektverlauf kam eine zweistufige Containeranlage für drei Monate Pilotversuch zum Einsatz. Dabei war dem Vorwärtsosmose-Modul ein Fällungsmodul nachgeschaltet. Obwohl die Gipskonzentration im VO-Konzentrat weit oberhalb der Löslichkeit von Calciumsulfat lag, konnte im laufenden Betrieb keine Verblockung der Membran beobachtet werden. Um Ablagerungen auf der Membran vorzubeugen, reichte einfaches Rückspülen mit Leitungswasser aus. Irreversible Membranschädigungen konnten nicht beobachtet werden. Der im Ergebnis der Vorwärtsosmose entstandene Konzentrat-Teilstrom wurde der sich anschließenden Fällungsstufe zugeführt und Sulfat als Gips ausgefällt. Die Eigenschaften des ausgefällten Gipses wurden im Rahmen des Projektes untersucht und es konnte nachgewiesen werden, dass dieser Gips als Rohstoff in der Baustoffindustrie verwertet und als nachhaltiger Ersatz für den bisher in der Rauchgaswäsche von Braunkohlenkraftwerken anfallenden REA-Gips genutzt werden kann.