Säuren- und Basenrecycling aus Abwasser
Abwasser aus industriellen Aktivitäten muss üblicherweise behandelt werden, um den pH-Wert zu neutralisieren und Salze zu entfernen. Saures Wasser kann durch Natriumhydroxid neutralisiert werden, während alkalisches Wasser mithilfe einer Säure wie Schwefelsäure neutralisiert wird. Da diese Neutralisationsreaktionen Natriumsulfatsalz produzieren, hat das EU-finanzierte Projekt NOVEED(öffnet in neuem Fenster) (A novel energy efficient electrodialysis cell to recycle acids and bases from industrial process water based on new types of electrodes to enable internal energy recovery) daran gearbeitet, das Salz zurück in seine entsprechende Säure und Base zu recyceln oder den Neutralisierungsschritt vollständig zu ersetzen. Dies wurde durch eine Verbesserung des üblicherweise verwendeten Elektrodialyseverfahren erreicht. Das Konsortium untersuchte, entwickelte und demonstrierte ein neuartiges elektrokatalytisches Verfahren auf Basis von Elektrodialyse, beim dem Säuren und Basen aus Salzlösungen effizient zurückgewonnen werden. In der Elektrodialyse (ED) werden Salzionen durch Anlegen eines elektrischen Feldes an einen Stapel von alternierenden Anionenaustausch-, Kationenaustausch- und gegebenenfalls bipolaren Membranen, die zwischen zwei Elektroden liegen, getrennt. Die bipolaren Membranen spalten Wasser und liefern Hydroxid- (OH-) und Hydronium (H3O +) -Ionen, die für die Salzspaltung benötigt werden. Da Sauerstoff und Wasserstoffentwicklung an den Elektroden zu einem parasitären Spannungsabfall führen, wird der Energieverbrauch des ED-Prozesses teilweise durch die Elektroden bestimmt, was nicht vernachlässigt werden kann, insbesondere im Fall von hochkonzentrierten (hochleitenden) Lösungen. Durch die Verwendung eines neuen Stapeldesigns, Prozesslayouts und neuartige Elektroden war NOVEED in der Lage, den Energieverbrauch durch signifikante Reduktion der Spannungsabfall über den Elektroden zu reduzieren. Das Projekt hat daher Katalysatoren in den Elektroden eingebettet, die Sauerstoff und Wasserstoff kombinieren, um wieder Wasser zu schaffen. Die Forscher entwickelten preiswerte neuartige Katalysatoren und charakterisierten neuartige Materialien für Membranen und Elektroden in einer kosteneffektiven Weise. Die von NOVEED entwickelte Technologie, kann für den Bergbau oder für alle Prozesse angewendet werden, bei denen Abwasser neutralisiert werden muss. Durch die Möglichkeit, gebrauchte Säuren und Basen zu recyceln, kann die Industrie ihre Kosten senken, die Umweltauswirkungen reduzieren und den riskanten Transport und die Lagerung von korrosiven Verbindungen vermeiden.
Schlüsselbegriffe
Säuren und Basen, Abwasser, Elektrodialyse, Natriumhydroxid, Schwefelsäure, NOVEED
