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Biopolymerproduktion aus industriellen Abwasserströmen

Einflussfaktoren auf Teilprozesse und Entwicklung von Mess-Steuer- und Regelungsstrategien zur Schließung der Verfahrenskette

Projektlaufzeit: 01/2018- 06/2020

Bearbeitung durch: rewa

BearbeiterIn: Thomas Uhrig M.Sc., Stefanie Müller M.Sc., Prof. Dr.-Ing. Heidrun Steinmetz

Förderung: Willy-Hager-Stiftung, Stuttgart

 

Konventionelle Kunststoffe werden heute überwiegend aus Rohölen hergestellt, deren Verfügbarkeit begrenzt und deren Förderung nicht nachhaltig ist. In Europa und Deutschland führt das Fehlen nennenswerter eigener Ressourcen außerdem zu erheblichen politischen Abhängigkeiten. Neben der Endlichkeit, der Klimaschädlichkeit und der umweltverschmutzenden Förderung des Rohstoffs Erdöl stellt die hohe Beständigkeit von Kunststoffen gegenüber natürlichen Zersetzungsprozessen (chemisch/physikalischer oder biologischer Abbau) ein erhebliches Umweltproblem dar und sorgt für eine zunehmende Anreicherung von weggeworfenem Kunststoffmaterialien in der Umwelt. Zur Minderung dieser Probleme ist die Entwicklung neuer, umwelt- und ressourcenschonender Herstellungsverfahren erforderlich, die Erdöl durch nachhaltig gewonnene Rohstoffe substituieren. Erste Forschungsergebnisse in noch stark vereinfachten Systemen zeigen, dass sowohl Primärschlamm kommunaler Abwasserbehandlungsanlagen als auch Abwässer mit hohem organischem Anteil eine solche alternative Rohstoffquelle darstellen können. Derzeit bestehen aber noch erhebliche Wissenslücken sowohl im grundlegenden Prozessverständnis als auch in der Entwicklung einer abgestimmten Verfahrenskette und der Prozesssteuerung.

Übergeordnetes Projektziel ist daher die Weiterentwicklung einer Verfahrenskette zur Biopolymerproduktion aus Abwasserströmen der Lebensmittelindustrie zu erarbeiten. Das Projekt soll einen substanziellen Beitrag zur Verbesserung des Prozessverständnisses und der Einflussfaktoren auf die einzelnen Schritte der Biopolymerherstellung aus Abwasser liefern. Darauf aufbauend wird die Prozesskette sukzessive geschlossen, um Auswirkungen unterschiedlicher Rahmenbedingungen und Betriebseinstellungen auf die Biopolymerausbeute und -zusammensetzung bewerten zu können. Mittels Entwicklung von MSR-Strategien soll auch bei schwankender Abwasserzusammensetzung ein dauerhaft stabiler Betrieb erzielt werden.