Membranelektrolyse-Verfahren (RODOSAN)
Verfahrensbeschreibung
Durch elektrochemische Wasserspaltung werden in einem Kathodenraum Wasserstoff und Hydroxylionen freisetzt, wodurch eine Neutralisation und damit die Fällung von Hydroxiden erreicht wird. Andererseits entsteht eine Ladungsdifferenz die Sulfat über die anionen-permeable Membran hinweg in einen Anodenraum treibt und so die Sulfatkonzentration mindert.
Einsatzbereich
Oxische, azidische Fe-reiche Oberflächengewässer
Behandlungsziel
Abtrennung von Eisen und weiteren Schwermetallen und anteilige Abtrennung von Sulfat
Verfahrensart
Bergbau
Umwelteinflüsse
Hoher Energiebedarf; ggf. Verwertung der Kopplungsprodukte
Überwachung
Anlagen- und Prozessmonitoring
Nachsorge
Entsorgung des anfallenden Schlammes
Nachbesserung
es besteht weiterer Entwicklungsbedarf
Relevante Prozesse
- Elektrochemische Wasserspaltung, Erzeugung von H2 und O2
- Neutralisation und Metallhydroxidfällung
- Entzug von Sulfat durch Transfer über eine semipermeable Wand und Aufkonzentration
Anwendungsstand
Pilotanlage
Zeitaufwand
kleiner 1 Jahr
Rechtliche Anforderungen
Arbeitsschutz
Gefahrenquelle: Elektroenergie und brennbare Gase
Genehmigungsfähigkeit
prinzipiell gegeben; noch kein Präzedenzfall
Bewertung
Anforderungen
- Oxische Wässer mit möglichst großem stöchiometrischem Fe/SO4-Verhältnis
Anforderungen an Umwelt
- Stellflächenbedarf
- Energiekosten
Beispiele in Sachsen
- Zeitweise Pilotanlage am Standort der GWRA Rainitza
Leistungsfähigkeit unter sächsischen Bedingungen
- Aufgrund der hohen spezifischen Kosten bisher kein großtechnischer Einsatz; Aktuell keine Entwicklungsaktivitäten.
Vorteile
- variable Erzeugung von Kopplungsprodukten
- Zusätzlich zur Metallfracht und zur Azidität kann dem Wasser auch Sulfat entzogen werden.
Nachteile
- Eine vollständige Sulfatabreinigung ist in den meisten Fällen nicht möglich
- Die Standzeiten der Elektrodialysezellen sind durch Gipsfällung gefährdet.
- Bezüglich der Metallabtrennung zu teuer im Vergleich zur hydroxidischen Fällung
Kosten für laufenden Betrieb
- Keine Erfahrungen im full-scale Maßstab; Technikum: 0,65 kWh/m³ x 0,11 kgSO4/m³ = 5,7 kWh/kgSO4
Kosten für Chemikalien
- im Normalfall keine
Datenstand
01.01.2020
Literatur
- Friedrich, H.J., Zaruba, A., Meyer, S., Kappnik, R., Stolp, W., Benthaus, F.C. (2007): Verfahren und kleintechnische Anlage zur Aufbereitung schwefelsaurer Grubenwässer (RODOSAN®-Verfahren). Proceedings des Dresdner Grundwasserforschungs-zentrums e.V. Heft 31. 11. Dresdner Grundwasserforschungstage vom 18 bis 20. Juni 2007.