Diplom-/Masterarbeit: Elektrodialyse als Enabler zur Inwertsetzung hochbelasteter Industrieabwässer

Das Fraunhofer IKTS betreibt anwendungsorientierte Forschung für Hochleistungskeramik. Die drei Standorte in Dresden und Hermsdorf (Thüringen) formen das größte Keramikforschungsinstitut Europas. Als Forschungs- und Technologiedienstleister entwickeln wir moderne keramische Hochleistungswerkstoffe, industrierelevante Herstellungsverfahren sowie prototypische Bauteile und Systeme in vollständigen Fertigungslinien bis in den Pilotmaßstab. Darüber hinaus umfasst das Portfolio die Kompetenzen Werkstoffdiagnose und -prüfung.

In der Arbeitsgruppe „Systemtechnik Wasser und Abwasser“ des Fraunhofer IKTS entwickeln, erproben und optimieren wir am Standort Dresden-Gruna neuartige Verfahren, Systeme sowie Komponenten für die Abwasserbehandlung. Moderne Abwasserbehandlungsanlagen dienen dabei zunehmend nicht mehr nur der Schadstoffminderung, sondern auch der Rückgewinnung von Wasser, Energie und Wertstoffen. Vor allem industrielle Abwässer mit hoher Organik- und Salzbelastung bieten hier erhebliche Potenziale, welche jedoch in der konventionellen Aufbereitung kaum nutzbar sind, da hohe Salzfrachten die zur Energiegewinnung genutzte biologische Behandlung stark beeinträchtigen.

Im Rahmen eines EU-Forschungsvorhabens entwickelt das IKTS derzeit gemeinsam mit Partnern eine Verfahrenskette zur Behandlung und Inwertsetzung solcher Abwässer. Hauptzielstellung ist dabei die signifikante Verringerung des Salzgehalts bei gleichzeitiger Beibehaltung der organischen Fracht für die anschließende energetische Verwertung. Die erfolgversprechendste Technologie für diese Aufgabe ist die Elektrodialyse, welche in verschiedenen Bereichen der Industrie bereits zur Aufbereitung von Prozesswässern und Entsalzung von Abwässern eingesetzt wird. Hochbelastete Abwässer stellen jedoch nach wie vor eine Herausforderung dar, da hohe Organik- und Salzkonzentrationen unter anderem zu Membran-Fouling, Scaling und Verblockungen führen können. Die Folgen sind nicht nur eine verringerte Behandlungseffizienz, sondern auch erhöhter Wartungsaufwand und mögliche Anlagenausfälle. Diesen Herausforderungen soll im Vorhaben unter anderem mit der Auswahl geeigneter Membranmaterialien, der Anpassung der elektrischen und fluidischen Betriebsparameter sowie Modifikationen des Elektrodialyse-Zellaufbaus begegnet werden.

Hier sorgen Sie für Veränderung:

Im Rahmen der Abschlussarbeit soll das Elektrodialyseverfahren für die Konditionierung stark salz- und organikhaltiger Abwässer ertüchtigt und optimiert werden.

Ihre Arbeiten umfassen unter anderem:

• Einarbeitung in die Grundlagen der elektrodialytischen Wasserbehandlung sowie die Bedienung und Spezifika eines entsprechenden Versuchsstands
• Literaturrecherche zu geeigneten Membrantypen und Behandlungsparametern für den konkreten Anwendungsfall
  Versuchsplanung unter Berücksichtigung verschiedener Abwasserzusammensetzungen, Behandlungsparameter und ausgewählter Membrantypen
• Durchführung der Behandlungsversuche mit Modellwässern und realen industriellen Abwässern
• Begleitende Bestimmung ausgewählter chemisch-physikalischer Messparameter
• Wissenschaftlich fundierte Auswertung, Interpretation und Diskussion der Versuchsdaten
• Erarbeitung von Ansätzen zur Verfahrensoptimierung
• Teilnahme an Fachdiskussionen mit Partnern des EU-Konsortiums

Hiermit bringen Sie sich ein:

Sie sind Student*in im Fachbereich Verfahrenstechnik, Chemie, Physik, Maschinenbau oder vergleichbar.

Weiterhin verfügen Sie über:

• Gute bis sehr gute Studienleistungen
• Experimentelles Geschick und Grunderfahrungen im Chemie- oder Physiklabor
• Sicherer Umgang mit Microsoft Excel, idealerweise auch mit der Analysesoftware Origin (OriginLab)
• Eine eigenständige, engagierte und systematische Arbeitsweise

Was wir für Sie bereithalten

Wir bieten Ihnen einen interessanten Einblick in vielfältige Themenfelder der angewandten Forschung. Sie werden durch erfahrene wissenschaftliche Mitarbeitende betreut und erhalten ideale Rahmenbedingungen für Praxiserfahrungen neben dem Studium.

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Wir sind auf der Suche nach Studierenden aus folgenden Fakultäten: Chemieingenieurwesen, Environmental Engineering, Maschinenbau

Arbeitszeit: Vollzeit

Stellentyp: Abschlussarbeit

Bereich: Chemie, Pharma, Biotechnologie, Energie, Wasser und Umwelt, Forschung, Entwicklung, Metall-, Maschinen- und Anlagenbau