Separationsteknik

Gruppen arbejder dels med at adskille opløste og opslæmmede stoffer fra vand og dels med at adskille ét stof fra en blanding. Vores fokus er bløde materialer som slam, gylle, papir pulp og protein. Disse stoffer stiller en særlig udfordring til separationsprocessen, da de er kompressible og kvæller under processen. Ydermere udgør disse materialer en mulig ressource, der kan udvindes ved valg af rigtig separationsproces.

Kolloid kemi
For at opnå den ønskede separation vil det ofte være nødvendigt at forbehandle suspensionen. Det kan ske ved at tilsætte salt eller polymerer, der får stofferne til at klumpe sammen (koagulering og flokkulering). For at sikre den rette forbehandling er det nødvendigt at kende partiklernes interaktion med hinanden.

Kolloidkemi er læren om små partikler og deres interaktion med hinanden. Et kolloid refererer således til en lille partikel med en diameter i størrelsesordenen 1 nm – 1 µm. Eksempler på kolloide suspensioner er utallige og indbefatter almen kendte systemer som mayonnaise, flødeskum, tåge, røg, maling og blod.For sikre at kolloider klumper sig sammen til aggregater anvendes koagulanter og flokkulanter som f.eks. aluminiumssalte og polymerer. Disse påvirker interaktionen mellem kolloiderne og sikre store og holdbare aggregater, der er nemme at separere.

Vi har arbejdet med kolloidkemi i relation til separationsprocesser i adskillige år og har opbygget et veludstyret laboratorium til karakterisering af kolloide suspensioner og aggregeringsprocesser. Som de vigtigste analyser i denne sammenhæng kan nævnes størrelses- og ladningsbestemmelse.

Kompressibilitet
En hyppigt anvendt metode til afvanding af organiske suspensioner er filtrering. Under filtreringerne aflejres der materiale på filterdugen, hvilket mindsker afvandingshastigheden, men i modsætning til separation af mineralske stoffer, er det ikke muligt at øge afvandingshastigheden ved at øge trykket, da det aflejrede materiale er kompressibelt. Desuden kan de konventionelle filtreringsmodeller ikke anvendes til at simulere afvandingen, da de ikke inkluderer den tidsafhængige sammenpresning af det bløde vandkvældede materiale.

Vi har udviklet en ny filtreringsmodel for organiske suspensioner og udviklet apparatur til at bestemme de nødvendige afvandingsparametre. De målte data og filtreringsmodellen har efterfølgende været brugt til at undersøge, hvordan båndhastighed og slambelastning påvirker tørstoffet på et båndfilter og til at undersøge hvordan slambehandling påvirker dræning på slambede. Det er derved muligt at sikre en bedre udnyttelse af båndfiltre samt afhjælpe nogle af de problemer, der findes på eksisterende slammineraliseringsanlæg.

Find yderligere information i nedenstående filer:

Membranteknologi
Vi har gennem en årrække arbejdet med forskellige membranprocesser f.eks. til fjernelse af farvestof fra tekstilspildevand, separation af valleproteiner, opkoncentrering og genindvinding af fosfor samt oprensning af eddikesyre fra industrispildevand. Desuden har vi arbejdet en del med at undersøge og afhjælpe problemet med membran fouling blandt andet gennem studier af kageopbygning ved brug af syntetiske modelstoffer, flokkulering af kolloider i fødevandet, og ved brug af ”electroenhanced filtration”. Vi har i dag rådighed over udstyr til mikrofiltrering, ultrafiltrering, nanofiltrering, omvendt osmose, forward osmose og elektrodialyse.

Vi deltager sammen med virksomheden Cometas i et projekt, hvor vi skal udvikle keramiske membraner til afsaltning af havvand ved omvendt osmose. Keramiske membraner er mere robuste end de nuværende polymer membraner og vil derfor have en længere holdbarhed og kunne tåle hyppige rensninger. Projektet inkluderer 1 Post Doc samt 1 PhD. Projektet støttes af Højteknologifonden.

Billederne nedenfor viser 3 typer membran systemer som anvendes i den nuværende forskning relateret til membran bioreaktorer.

Membran Bioreaktor
MBR – membran bioreaktorer – er fremtidens spildevandsteknologi og et central forskningtema for filtreringsgrupppen. I perioden 2009 – 2015 vil 4 PhD studerende undersøge forskellige fænomener af “fouling” - den tilstopning af membranen, der under drift nedsætter membranens produktivitet.

Fouling fra partikler og kolloider udgør en akademisk udfordring, da ikke blot partikelstørrlesesfordelingen spiller en rolle for vekselvirkningen med hydrodynamiske omgivelser, men også effekter som ”blinding” af filter kagen af kolloide partikler og - måske især - filterkagens og partiklernes kompressibillitet skal medtages, når man vil simulere vandrensningen.

På membranens overflade finder man ofte en biofilm, hvis fysisk-kemiske egenskaber og filtreringsegenskaber man ikke ved meget om. Et PhD studium er helliget studiet af sådanne biofilm.

Find yderligere information i nedenstående fil.

Aktiviteterne vedrørende MBR anlæg finder sted under forskningsprogrammerne MEMBIO og EcoDesign.