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Große, blaue Stahltanks der Filterhalle im Wasserwerk der Stadtwerke Duisburg

01. August 2018

HiPur

Höherwertige Nutzung von Wasserwerksrückständen zur Aufbereitung von Gasen (W 201815)
Filterhalle im Wasserwerk; © Stadtwerke Duisburg AG
Forschungsprojekt
Projektbeschreibung

Projektlaufzeit: 08.2018 - 12.2019

Projektstatus: laufend

Förderkennzeichen: W 201815

Ganz im Sinne einer nachhaltigen Kreislaufwirtschaft und Resourcenschonung wird im Projekt HiPur untersucht, inwieweit Rückstände aus Wasserwerken, wie Filtersande, für die Aufbereitung von schwefelhaltigen Gasen verwendet werden können.

Ziele und Methodik

Eine detaillierte und wissenschaftlich fundierte Untersuchung zur höherwertigen Nutzung des Rückstandes „Filtersand“ ist Ziel des Projektes, das somit zur Ressourcenschonung bzw. Umweltentlastung beiträgt. Aus umweltseitiger und kommerzieller Sicht bietet dieses Material eine interessante Alternative zu marktverfügbaren Adsorptionsmitteln, wie granuliertes Eisen, Aktivkohle oder Zinkoxid. Ein angestrebtes Anwendungsfeld ist die Entschwefelung von Prozessgasen, beispielsweise von Industrie-, Bio-, Klär- oder Deponiegas.

Ein weiteres Ziel des Vorhabens ist die Abschätzung des Aufkommens und Marktpotentials der Materialien. Dazu sollen standortbasierte Daten, wie Standorte des Wasserwerkes (Lieferer) und des potentiellen Abnehmers der Adsorbentien erhoben, in einem Geoinformations-system verarbeitet und ausgewertet werden. Die flächenhafte Verteilung der Lieferstandorte ermöglicht kurze Transportentfernungen und trägt damit zur Umweltentlastung bei.

Das Projekt umfasst die folgenden zehn Arbeitsschritte:

  • Potentialabschätzung zum Aufkommen von Filtersanden
  • Ermittlung potentieller Einsatzfelder der Filtersande
  • Auswahl und Beschaffung von Filtersanden
  • Probenaufbereitung
  • Screening und Ranking der Filtersande
  • Physikalisch-chemische Charakterisierung
  • Aktivitäts-Struktur-Korrelationen
  • Detailanalyse ausgewählter Materialien
  • Absatzmöglichkeiten und kommerzielle Chancen
  • Handlungsempfehlungen für normative Richtlinien

Das beteiligte Wasserversorgungsunternehmen liefert die eisenhaltige Filtersande für die geplanten Untersuchungen.

 

Hintergrund

In Deutschland werden fast fünf Milliarden Kubikmeter Trinkwasser pro Jahr abgegeben. Etwa zwei Drittel der gesamten Trinkwassermenge wird aus Grundwasser gewonnen. 28 Prozent stammen aus Oberflächenwasser und 7 Prozent aus Quellwasser. Häufig enthält das Wasser Eisen- und Manganverbindungen, die über Oxidations- und/oder Filtrationsverfahren entfernt werden. In den Wasseraufbereitungsanlagen entstehen dabei verschiedene Rückstände wie eisen- oder manganhaltige Schlämme aus der Grundwasseraufbereitung, eisen- oder aluminiumhaltige Flockungsschlämme aus der Oberflächenwasseraufbereitung, Kalkschlämme oder Kalkpellets aus der Enthärtung von Wässern, oder Filtersande.

Um den Anforderungen des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes sowie des Bodenschutzgesetzes und den zugehörigen Verordnungen zu entsprechen, setzen die Wasserversorger in Deutschland zunehmend auf eine Verwertung der Rückstände anstelle ihrer Deponierung. Dabei bestehen diverse Möglichkeiten, sie im gewerblichen Bereich einzusetzen. In Abhängigkeit von der Menge und der Zusammensetzung der Rückstände sowie dem Standort der Wasseraufbereitung ergeben sich unterschiedliche Möglichkeiten einer nachhaltigen Verwertung oder der Entsorgung, wobei auch wirtschaftliche Gesichtspunkte eine Rolle spielen.

Derzeit wird der entsorgte eisenhaltige Filtersand nur vereinzelt in Kleinkläranlagen oder Gewächshausdrainagen verwendet. Weitere Absatzwege sind im Straßen- und Wegebau sowie zur Deponieabdeckung zu sehen. Erste Voruntersuchungen zeigen zudem ein Potential für die Anwendung in der Gasaufbereitung, insbesondere bei der Entschwefelung. In HiPur wird deshalb untersucht, inwieweit eisenhaltige Filtersande aus der Trinkwasseraufbereitung in der Gasaufbereitung, insbesondere der Schwefelwasserstoffentfernung biogener Gase, verwendet werden können.

 

Ansprechpartner
Bei Fragen zum Forschungsprojekt wenden Sie sich bitte an folgenden Ansprechpartner
Dr. Mathis Keller
Hauptgeschäftsstelle / Technologie und Innovationsmanagement

Telefon+49 228 91 88-727
Forschung zum Thema Wasseraufbereitung