Umweltfreundliche Keramikmembranen aus natürlichem Ton und Mandelschalenabfällen zur Entfernung von Farbstoffen und Arzneimitteln aus Abwasser

Diese Studie untersucht den Einfluss der Sinterschmelztemperatur (850-950 °C) und des Anteils von Mandelschalen (2-10 Gew.-%) auf die strukturellen, mechanischen und funktionellen Eigenschaften keramischer Membranen auf Basis von natürlichem Ton. Es wurden mehrere Membranen hergestellt, indem unterschiedliche Anteile von Mandel-schalenpulver und 2 Gew.-% Kalk als Zusatzstoffe eingebracht und unter kontrollierten thermischen Bedingungen gesintert wurden, um ihre Leistung zu optimieren. Die Ergebnisse zeigen, dass sowohl die Sinterschmelztemperatur als auch der Mandelschalenanteil die Porosität, die mechanische Festigkeit und die Wasserpermeabilität der Membran signifikant beeinflussen. Unter allen getesteten Proben zeigte die als MP2-900 bezeichnete Membran, bestehend aus natürlichem Ton, 2 Gew.-% Mandelschalenpulver und 2 Gew.-% Kalk, gesintert bei 900 °C, die ausgeglichenste Leistungsfähigkeit. Sie wies eine hohe mechanische Festigkeit (≈28 MPa) sowie eine geringe Schrumpfung (-1·m-2·bar-1) auf. Beim Test zur Entfernung des Farbstoffs Crystal Violet (CV) und Paracetamols (PCT) aus synthetischem Abwasser erzielte die MP2-900-Membran eine Entfernungseffizienz von 87 % für beide Schadstoffe. Insgesamt stellt die MP2-900-Membran die optimale Konfiguration dar, die ein exzellentes Gleichgewicht zwischen mechanischer Robustheit, Porosität und Trennleistung bietet. Diese Ergebnisse unterstreichen das Potenzial nachhaltiger keramischer Tonmembranen aus landwirtschaftlichen Nebenprodukten für die effiziente Entfernung hartnäckiger Schadstoffe aus Abwasser.