Fakultätsbericht 2016-2017

Lehrstuhl für Technische Umweltchemie Prof. Dr. Michael Stelter Stellvertretender Institutsleiter Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS Die Arbeitsgruppe an der FSU wird von Dr. Patrick Bräutigam geleitet. Forschungsschwerpunkte  Der Arbeitsbereich Wassertechnologie beschäftigt sich mit Advanced Oxidation Processes (e - , ))) , Δp, ΔT, hν, Fe 2+ /H 2 O 2 /O 3 ), Membranverfahren, anthropogenen Mikroschadstoffen, Mikroplastik, der Wertstoffrückgewinnung aus Abwasser und Sensorik.  Im Arbeitsbereich Kavitation liegt der Fokus auf Generierungsverfahren (hydrodynamisch, akustisch, simultan), der Kavitationsfeldanalyse (akustisch, optisch), Reaktorentwicklung, Prozessintensivie- rung und Sonochemie.  Der Arbeitsbereich Nachwachsende Rohstoffe umfasst die energetische Verwertung im Bereich Bioenergie (Desintegration, Biogas, Faulgas), Biokraftstoffe (Biodiesel), biogener Reststoffe sowie das stoffliche Recycling. 76 — FORSCHUNG Öl-Wasser-Emulsionen (o/w) fallen in vielen In- dustriezweigen als flüssiger Abfall an oder wer- den als Abfallstoff durch den Einsatz von Wasser bspw. bei der Erdölförderung (ca. 40 Mio m 3 d -1 Abwasser weltweit) oder der Metallverarbeitung erhalten. Der Eintrag industrieller o/w-Emulsionen in die Umwelt ist mit negativen Effekten auf Flora und Fauna verbunden. Beispielhaft zu nennen sind neben akut toxischen Wirkungen auf aquati- sche Organismen, die Störung des ökologischen Gleichgewichts durch Begünstigung einzelner Organismen sowie die durch den mikrobiellen Abbau organischer Verbindungen erhöhte Sauer- stoff-Zehrung verbunden mit der Ausbildung anoxischer Zonen und der Zerstörung aquati- scher Lebensräume. Keramische Membranen zur Behandlung von Öl-Wasser-Gemischen – Hystereseeffekt Im Rahmen der Forschungstätigkeit werden in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer IKTS keramische Membranen zur Behandlung von o/w-Emulsionen eingesetzt. Es konnte gezeigt werden, dass mit Hilfe ei- nes Konditionierungsschritts die Zusammenset- zung des Permeats bei konstanter Feedzusam- mensetzung gesteuert werden kann (Hysterese- verhalten, Abb. 1). Hiermit kann eine Abtrennung einer (auch spezifisch größeren) Unterschuss- komponente erreicht werden (Löslichkeitsmem- bran). Dies kann zur Einsparung von Prozesskos- ten führen und erweitert die Anwendungsgebiete keramischer Membranen. Ergänzend dazu wer- den zur Verbesserung der Trenneigenschaften derzeit u.a. Modifikationen der Membranoberflä- chen durchgeführt. Abb. 1: Fließschema der Membrananlage (1 - Förderpumpe, 2 - Fluidgeschwindigkeitssensor, 3 - Kükenhahn, 4 - Dosierpumpe, 5 - Drucksensor, 6 - Nadelventil, 7 - Membranmodul, 8 - Temperatursensor, 9 - Intensivkühler, 10 - Feed-Behälter, 11 - Tropftrichter, 12 - Probenahme) und Hystereseverhalten keramischer Membranen.