DAS EE-Pilot­an­la­ge im Pro­jekt „Med-zero­Sol­vent“ behan­delt löse­mit­tel­hal­ti­ge Prozessabwässer

Medi­zi­ni­sche Abwäs­ser stel­len eine gro­ße Her­aus­for­de­rung für das Was­ser­ma­nage­ment dar – sowohl im kli­ni­schen Umfeld als auch in der Pro­duk­ti­on von Arz­nei­mit­teln und Medi­zin­pro­duk­ten. Das For­schungs­pro­jekt „Med-zero­Sol­vent“ erforscht die Behand­lung von stark belas­te­ten Pro­zess­wäs­sern aus der Membranherstellung.

Die Umwelt­tech­no­lo­gie­ex­per­ten der DAS Envi­ron­men­tal Expert GmbH brin­gen ihr lang­jäh­ri­ges Pro­zess- und Tech­no­lo­gie-Know-how in das Pro­jekt ein – für eine nach­hal­tig abwas­ser­re­du­zier­te oder sogar abwas­ser­freie Produktion.

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Zuver­läs­si­ge Auf­be­rei­tung des lösungs­mit­tel­hal­ti­gen Prozesswassers

Dia­ly­sa­to­ren für die Nie­ren­er­satz­the­ra­pie ent­hal­ten Hohl­fa­ser­mem­bra­nen, die haupt­säch­lich aus syn­the­ti­schen Poly­me­ren her­ge­stellt wer­den. Wäh­rend des Pro­duk­ti­ons­pro­zes­ses wer­den stick­stoff­hal­ti­ge Lösungs­mit­tel wie Dime­thyl­acet­amid (DMAc) ein­ge­setzt. Es ent­ste­hen lösungs­mit­tel­hal­ti­ge Abwäs­ser, die zum Teil unter hohem Ener­gie­auf­wand und unter Ent­ste­hung von CO2-Emis­sio­nen ther­misch ent­sorgt wer­den müs­sen. Die­ser Her­aus­for­de­rung stel­len sich die Part­ner des vom Bun­des­mi­nis­te­ri­um für Bil­dung und For­schung (BMBF)  geför­der­ten For­schungs­vor­ha­bens „Med-zero­Sol­vent“. Gemein­sam arbei­ten sie an der Ent­wick­lung eines ener­gie­op­ti­mier­ten, mehr­stu­fi­gen Ver­fah­rens zur Auf­be­rei­tung lösungs­mit­tel­hal­ti­ger Pro­zess­wäs­ser aus der Dia­ly­se­mem­bran-Her­stel­lung, das es ermög­licht, auf­be­rei­te­te Abwäs­ser im Kreis­lauf zurück in die Pro­duk­ti­on zu führen.

 

Pilot­an­la­ge erfolg­reich in Betrieb

In einer sechs­mo­na­ti­gen Pla­nungs­pha­se hat das Team der DAS EE die Pilot­an­la­ge kon­stru­iert und umge­setzt. Die Inbe­trieb­nah­me erfolgt gemein­sam mit den Koope­ra­ti­ons­part­nern im Früh­jahr 2023. Die­sem Mei­len­stein geht eine inten­si­ve Vor­be­rei­tungs­pha­se vor­aus: DAS EE ist seit Juli 2021 Part­ner des im April 2021 gestar­te­ten For­schungs­pro­jekts und arbei­tet dort gemein­sam mit den Exper­ten der B. Braun Avi­tum Saxo­nia GmbH, den Anla­gen­pla­nern von Me-Sep und der was­ser­Werk­statt Inge­nieur­bü­ro für öko­lo­gi­sche Was­ser­wirt­schaft, den Ana­ly­tik­ex­per­ten der CUP Labo­ra­to­ri­en Dr. Frei­tag GmbH, dem Insti­tut für Luft- und Käl­te­tech­nik GmbH sowie der Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Dres­den (Insti­tut für Hydro­bio­lo­gie und Insti­tut für Sied­lungs- und Indus­trie­was­ser­wirt­schaft) zusam­men. Die wis­sen­schaft­li­che Lei­tung liegt bei Pro­fes­sor Dr. Peter Krebs vom Insti­tut für Sied­lungs- und Indus­trie­was­ser­wirt­schaft. Die Part­ner der TU Dres­den führ­ten auch die ers­ten Vor­un­ter­su­chun­gen in einer Labor­ver­suchs­an­la­ge zum Abbau von DMAc mit Moving-Bed-Bio­film-Reak­to­ren (MBBR) durch. Anhand die­ser Ergeb­nis­se ent­wi­ckel­ten die Dresd­ner Umwelt­ex­per­ten das umge­setz­te Anlagenkonzept.

 

Mehr­stu­fi­ge Anla­ge für eine abwas­ser­freie Produktion

Die Pilot­an­la­ge ermög­licht die Kon­zept­va­li­die­rung und Defi­nie­rung der wesent­li­chen Pro­zess­pa­ra­me­ter unter rea­len Bedin­gun­gen. Die Abwäs­ser pas­sie­ren in der Anla­ge zunächst einen MBBR, in dem ano­xisch eine Deni­tri­fi­ka­ti­on erfolgt. Im nächs­ten Pro­zess­schritt schließt sich dar­an in einem hoch­be­las­te­ten, aerob betrie­be­nen MBBR der Abbau des Lösungs­mit­tels an. Die Nitri­fi­ka­ti­on erfolgt in einer nach­ge­schal­te­ten Ver­ti­kal­fil­ter­an­la­ge. „Durch die Kopp­lung des zwei­stu­fi­gen MBBR mit einem natur­na­hen Ver­fah­ren, einem Ver­ti­kal­fil­ter, kön­nen ver­schie­de­ne Ver­fah­rens­kom­bi­na­tio­nen und Kon­zen­tra­tio­nen des Lösungs­mit­tels zum Abbau getes­tet wer­den“, erläu­tert Nadi­ne Sieb­drath, Pro­jekt­ver­ant­wort­li­che bei der DAS Envi­ron­men­tal Expert GmbH. „Am Ende des Pro­jek­tes wis­sen wir, wel­ches der Ver­fah­ren sich am bes­ten für ein Zero-Liquid-Dischar­ge, also eine abwas­ser­freie Pro­duk­ti­on, eignet.“

 

 

Res­sour­cen­scho­nend und nachhaltig

„Das Pro­jekt Med-zero­Sol­vent ent­spricht dem, wofür DAS EE sich seit über 15 Jah­ren ein­setzt: Kon­se­quen­te Abwas­ser­be­hand­lung am Ort ihrer Ent­ste­hung und effi­zi­en­te Auf­be­rei­tung für die Wei­ter­nut­zung in der Pro­duk­ti­on“, ergänzt Nadi­ne Sieb­drath. „Durch intel­li­gen­te Ver­fah­ren ver­bleibt das Pro­zess­was­ser in der Pro­duk­ti­on, kom­mu­na­le Klär­an­la­gen wer­den nicht mit umwelt­kri­ti­schen Sub­stan­zen belas­tet und die ther­mi­sche Ent­sor­gung von Abwas­ser-Teil­men­gen sowie der bis­her not­wen­di­ge LKW-Trans­port ent­fällt. Das schont Res­sour­cen und ist nachhaltig.“

Exper­ten­team für ska­lier­ba­re Behandlungsmodule

Das For­schungs­pro­jekt kom­bi­niert bewähr­te Tech­no­lo­gien zur Indus­trie­ab­was­ser­be­hand­lung mit natur­na­hen Verfahren.

 

Das ist neu, in die­ser Form ein­zig­ar­tig und bie­tet durch den modu­la­ren Auf­bau ein brei­tes Ein­satz­spek­trum zur ener­gie­ef­fi­zi­en­ten Behand­lung orga­nisch belas­te­ter Abwässer.

Dr.-Ing. Tho­mas Schalk 

Med-zero­Sol­vent-Pro­jekt­ko­or­di­na­tor, Tech­ni­schen Uni­ver­si­tät Dresden

Neben den bio­lo­gi­schen Ver­fah­ren als einer Haupt­kom­po­nen­te der Pro­zess­was­ser­be­hand­lung wer­den mem­bran­ge­stütz­te Ver­fah­ren für die Rück­füh­rung des auf­be­rei­te­ten Was­sers in den Pro­zess ent­wi­ckelt. Als Resul­tat von Med-zero­Sol­vent sol­len ska­lier­ba­re Behand­lungs­mo­du­le für Pro­zess­ab­wäs­ser ent­ste­hen, die auch ander­wei­tig zur Behand­lung von Abwäs­sern mit ähn­li­cher Beschaf­fen­heit ein­ge­setzt wer­den kön­nen. Das Pro­jekt läuft noch bis März 2024.