Rohrmembran: Neue Beschichtungsmethoden zur Herstellung maßgeschneiderter, säurebeständiger Umkehrosmose-Rohrmembranmodule für die Aufbereitung partikelhaltiger Prozesswässer

Ziel dieses Forschungshabens ist die Herstellung und Erprobung säurebeständiger Umkehrosmose-Rohrmembranmodule für die Aufbereitung partikelhaltiger Prozesswässer durch neue Beschichtungsverfahren mit maßgeschneiderten polymeren Grenzschichten. Diese werden sowohl generativ – d.h. Schicht für Schicht – als auch in einer reaktiven Grenzflächenpolymerisation aufgebracht. Durch den Einsatz von verschieden langen und verschieden geladenen Polyelektrolyten soll die Trenneigenschaft maßgeschneidert werden. Die Entwicklung der säurebeständigen Rohrmembranmodule erfolgt für partikelhaltige Prozesswässer aus der Oberflächenbehandlung. Die Entwicklung soll in einem einzigen Verfahrensschritt die Abtrennung eines nahezu ionenfreien Permeats zur Wasserkreislaufführung für die industrielle Produktion ermöglichen.

Ziel

Die Materialentwicklung konzentriert sich dabei auf innovative Beschichtungstechniken von porösen polymeren bzw. anorganischen Rohrmembranen mit einer ionenselektiven Trennschicht durch generative Nanofabrikation oder Grenzflächenpolymerisation. Ausgehend von kommerziell erhältlichen Monomeren und Polymeren werden neue Funktionen durch geschickte Kombination dieser Materialien in ein neuartiges Materialsystem erreicht. Die Membranen sollen unter realen Betriebsbedingungen im Bypass einer Produktionslinie getestet werden.

Arbeitsschwerpunkte

Die Entwicklung und Herstellung von beschichteten (säurebeständigen) Rohrmembranen erfolgt durch CUT Membrane Technology, durch Atech Innovations und durch das DWI Leibniz-Institut für Interaktive Materialien. Das VDEh-Betriebsforschungsinstitut (BFI) führt mit den neuartig beschichteten Rohrmembranen und betrieblichem Prozesswasser grundlegende Laborversuche zur Bewertung der Leistungscharakteristik durch. Nach erfolgreicher Membranentwicklung werden industriell taugliche Rohrmodule hergestellt und beim Anwender Deutsche Edelstahlwerke (DEW)  mit stark partikelhaltigem Prozesswasser im Bypass des Produktionsprozesses untersucht. Das Aachener Verfahrenstechnikinstitut (AVT.CVT) der RWTH Aachen wird den Stoffübergangs an den neuartig beschichteten Rohrmembranen modellieren. Die Erprobung des innovativen Rohrmoduls erfolgt somit exemplarisch für einen Produktionsbetrieb mit dem Ziel der Wasserkreislaufschließung und Feststoffabtrennung.