Layer-by-Layer-beschichtete Keramikmembranen für die ressourceneffiziente Erzeugung von Trink- und Brauchwasser

Das Ziel des Vorhabens KeraRes ist die Entwicklung eines neuen Membranprozesses zur ressourceneffizienten Wasseraufbereitung. Durch Post-Modifikation mit Polyelektrolyten wird eine keramische Nanofiltrationsmembran (NF) hergestellt, mit der die sichere Aufbereitung selbst von schwer behandelbaren Wasserressourcen (z.B. Flusswasser, Abwasser, Regenwasser) in einem Aufbereitungsschritt ermöglicht werden soll. Sowohl Partikeln (z.B. Mikroplastik), Bakterien und Viren, als auch gelöste Wasserinhaltsstoffe (Organik, Salze) sollen zurückgehalten werden. Herkömmliche NF-Membransysteme unterliegen grundsätzlich dem Problem des Foulings (Partikeln, Organik, Ausfällungen, Biofilm), d.h. dass die Membranen mit zunehmender Betriebsdauer durch Deckschichtbildung organischer sowie anorganischer Partikeln verblocken. Eine Rückspülung ist bei herkömmlichen NF-Wickelmembranmodulen nicht möglich und durch Membranreinigung (Cleaning-in-Place) kann nur ein Teil der Deckschicht wieder entfernt werden. Daher erhöht sich der Energiebedarf über die Betriebsdauer bis zu dem Punkt, an welchem die Membranmodule ausgetauscht werden müssen. Mit dem KeraRes-Membranprozess soll dieses Problem durch Regeneration der LbL-Beschichtung gelöst werden: die alte LbL-Schicht wird durch pH-Erhöhung aufgelöst und danach neu aufgetragen.

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