Application of biofiltration as a promising pre-treatment method to enhance the sustainability of low-pressure membrane operations

• Antragstellerin: Dr. Barbara Siembida-Lösch
• Fachliche Zuordnung: Hydrogeologie, Hydrologie, Limnologie, Siedlungswasserwirtschaft, Wasserchemie, Integrierte Wasserressourcen-Bewirtschaftung
• Förderung: Förderung von 2012 bis 2014
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 227607932

Membranen finden zunehmend Anwendung im Bereich der Trinkwasseraufbereitung. Ein zentrales Problem bei der Membranfiltration stellt das sogenannte Fouling dar, da dieses den Durchsatz verringert und/oder zum Anstieg des Transmembrandrucks führt. Die Foulingkontrolle und Prävention erfordert einen erheblichen Chemikalien-, Energie- und Personalbedarf. Die notwendige Aufrechterhaltung des hohen Durchflusses (Permeatfluss) ist ein bedeutender Kostenfaktor (Investment- und Betriebskosten) bei Membransystemen. Die Biofiltration zur Aufbereitung von Trinkwasser wird seit Jahrzehnten eingesetzt, relativ neu jedoch ist deren vielversprechende Anwendung als chemikalienfreie Vorbehandlungsmethode zur Minimierung des Membranfoulings. Das geplante Forschungsprojekt zielt darauf ab, die notwendige Optimierung und Verbesserung (optimaler Betriebs- und Rückspülvorgang) für diese aussichtsreiche Technologiekombination zu schaffen, um das Fouling der Niederdruck-Membranen (Ultrafiltration) zu kontrollieren und ihre Nachhaltigkeit zu steigern. Zudem soll die Biofiltration als nachhaltige Vorbehandlung zur Foulingkontrolle unter verschiedenen Bedingungen (saisonale Einflussfaktoren des Ontariosees wie Temperatur, Wasserqualität und Strömungsverhältnisse) getestet werden und mit der konventionellen Membranvorbehandlungsmethode (Koagulation/Flockung) verglichen werden.Dazu ergibt sich die einmalige Gelegenheit Biofilter einer großtechnischen Anlage zu betrieben und in der Fahrweise entsprechend anzupassen, so dass die Anwendbarkeit schon im Versuch bewiesen werden kann. Das Ergebnis nach Beendigung des Projekts wird im Vergleich zu Labor- oder Pilotversuchen eine direkte Einsetzbarkeit und Akzeptanz als echte Referenzanlage für Optimierungen vorhandener Anlagen und Neuplanungen darstellen.

• DFG-Verfahren: Forschungsstipendien
• Internationaler Bezug: Kanada
• Gastgeber: Professor Peter M. Huck