Membranfiltration von Biomasse mit ZELIX MEMBRANe.KINETICS

Bei der Arbeit mit Biomasse konnte mit Hilfe von ZELIX in vielen Feldern die Produktivität und Qualität erheblich gesteigert werden was die Wirtschaftlichkeit sowie den Erfolg im Bereich Umwelt ungemein erhöht hat.

In unter anderem folgenden Anwendungsfeldern ist ZELIX bereits erfolgreich vertreten:

  • Abtrennung von Stickstoff

  • Produktion von Biogas

  • Konzentration von Gärrest

  • Herstellung von Ethanol/Biodiesel

  • MBR Anwendungen

  • Stofftrennung in biochemischen Prozessen

 
Methan  in Bewegung

Methan
in Bewegung

Der Weg

Klär- oder Biogas-Schlämme bestehen v.a. aus EPS (Extrazelluläre Polymere Substanzen), die Mikroorganismen an die Umgebung abgeben. In diese mikrobiellen Agglomerate sind die Mikroorganismen eingebettet. 

Hydrophobe Wechselwirkung und elektrische Ladung erhalten diese EPS-Matrix. Das wirkt weiter auf die Grenzflächen-Aktivität der kolloiden Strukturen.

 In anaerober Vergärung beeinflusst das schließlich den biologischen Abbau und die Biogasmenge. 

Membran-Filtration dieser Schlämme hat viele verfahrenstechnische Vorteile. Aber mechanischer Stress kann die EPS-Struktur schädigen, oxidierender Einfluss von Luft kann molekulare Grenzflächen deaktivieren. 

Die Filter- und Strömungstechnik von ZELIX ist konsequent zu effizienter, smarter Dynamik entwickelt worden - besonders für viskose Flüssigkeiten, für höhere Konzentrationen, für biologisch und chemisch sensible Inhaltsstoffe. 

Daher werden die natürlichen kolloiden Eigenschaften von EPS sowie der darin enthaltenen Nährstoffe, wie Proteine, Fette, Saccharide etc., nicht geschädigt, sondern positiv genutzt. 

Entsprechend der Einstein-Relation sind die Mobilitäts- und Permeations-Eigenschaften von Kolloiden vor allem durch elektrische Ladung und elektrische Mobilität bestimmt (sowie Partikelgröße und Viskosität). Diese Eigenschaften mit integrierter Elektrokinetik zu stärken, schafft einen neuen Standard in Membrantechnik:

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Das patentierte ZELIX-Design lässt Verfahrenskombinationen im Filterraum integrieren, direkt an Membran-aktivierten Grenzflächen. Damit öffnen sich weitere Leistungspotentiale.

Die INNOVUM GmbH entwickelt und produziert patentierte Hightech Elektrokinetik - etabliert mit 4.500 Anlagen weltweit in vielen Industriebranchen. 

Insbesondere hat INNOVUM Erfahrung bei Biogas-Anlagen. Die Wirkung elektrischer Feldstärke auf die hydrophoben, kolloiden Eigenschaften von EPS und die enthaltenen Nährstoffe ist wissenschaftlich nachgewiesen.

Tests und Recherche kolloidchemischer Wirkungen von Elektrokinetik und Membranen ließen eine großtechnische ZELIX-Anlage konstruieren, mit integrierten INNOVUM-Modulen.

Besonders in Biogas-Prozessen mit Lebensmittel-Substraten gibt es z.T. Konzentrationen desintegrierter EPS und Nährstoffe, wie Proteine, Lipide etc. – verursacht durch Oxidation der Molekül-Oberflächen. Auch überdosierte Hilfsstoffe können zu stabilisierten Grenzflächen führen, was die Filtrierbarkeit, aber auch den Abbau von Organik und die Gasproduktion beeinträchtigt. 

ZELIX Membrantechnik mit Elektrokinetik brachten sofort nach Inbetriebnahme den Leistungsnachweis der Verfahrenskombination. Diesesteigert die Grenzflächen-Aktivität um über 100%. Die wirtschaftlichen Effekte sind vielfältig, mit mehr Gasproduktion (+60%), mehr organischen Abbau (+65%), mit weniger Gärrest (-65%) und folglich gesteigerter Wirtschaftlichkeit (€ 100.000/a).

Steigerung Biogas-Ausbeute

ZELIX hat auch bei energieärmeren Substraten Vorteile, etwa bei kommunalem Klärschlamm. Doch selbst dieses Energie-Potential kann mit intensivierter Vergärung durch Konzentration des Faulschlamms genutzt werden. Dabei muss man vom Verfahren nach Prinzip eines Thermostaten abgehen  -  durch Trennung von Schlamm und Trübwasser im Faulturm. Das Trübwasser wird kontinuierlich im Bypass Membran-getrennt und der Schlamm aufkonzentriert. So wird die Ausfaulung verlängert, weiters dem Trübwasser Stickstoff entzogen. 

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