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Nutzung NaCl-haltiger Prozessabwässer

Covestro hat Verfahren zum Salz-Recycling im Kreislauf entwickelt

| Redakteur: Wolfgang Ernhofer

Mit einem neuen Verfahren kann Covestro salzhaltiges Abwasser wiederverwenden, das bei der Herstellung von Polycarbonat anfällt. Üblicherweise wird solches Industrieabwasser in Gewässer wie den Rhein eingeleitet. Durch das Recycling werden deren Salzgehalt verringert und die Trinkwasser-Ressourcen geschont.

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Die symbolische Inbetriebnahme der Pilotanlage erfolgte durch die damalige Bundesumweltministerin Dr. Barbara Hendricks (lMitte), Covestro-Vorstand für Innovation Dr. Markus Steilemann (li.), NRW-Standortverbundleiter Dr. Klaus Jaeger (re.).
Die symbolische Inbetriebnahme der Pilotanlage erfolgte durch die damalige Bundesumweltministerin Dr. Barbara Hendricks (lMitte), Covestro-Vorstand für Innovation Dr. Markus Steilemann (li.), NRW-Standortverbundleiter Dr. Klaus Jaeger (re.).
(Bild: Covestro)

Krefeld-Uerdingen – Mit einem Recycling-Verfahren kann Covestro salzhaltiges Abwasser aus der Herstellung von Polycarbonat in einer Chlorelektrolyse-Anlage wiederverwenden. Am Covestro-Standort Krefeld-Uerdingen fiel bislang aus der Polycarbonat-Produktion ein NaCl-haltiges Prozessabwasser an. Nach Aufreinigung in der Kläranlage leitete das Unternehmen salzhaltige Abwässer mit einer Konzentration von etwa sieben Gew.-Prozent in den Rhein. Gleichzeitig wird in der ebenfalls am Standort installierten Chlorelektrolyse eine gesättigte Kochsalzlösung (rund 25 Gew.-Prozent) als Rohstoff für die Chlorproduktion benötigt.

Naheliegend war deshalb die Frage nach einer Kreislaufführung – was den Ingenieuren auch gelungen ist: In der neuen Anlage wird erstmalig in Deutschland salzhaltiges Industrieabwasser im Rahmen einer industriellen Pilotanlage wiederverwertet. Der Abschlussbericht liegt nun vor. Demnach erfüllt die im Dezember 2015 in Betrieb genommene Anlage verfahrenstechnisch die festgesetzten Spezifikationsgrenzen (TOC <4 ppm) und soll schrittweise sukzessive auf einen kontinuierlichen Durchsatz von 50 m3/h erhöht werden.

Massive Einsparungen möglich

Kritische Größen sind die Spannung der NaCl-Elektrolyse. Bei deren Monitoring ergibt sich seit Nutzung des aufbereiteten Abwassers keinerlei Änderung. Auch bei Betrieb ohne den Einsatz des aufbereiteten Abwassers wird die Zellspannung der Elektrolyseure in der Messwarte kontinuierlich gemessen und überprüft, bei einer Spannungserhöhung werden die Elektrolyseure aus der Anlage herausgenommen und überprüft. Ebenso erfolgt die Dosierung der benötigten NaOH bis zum Ziel-pH-Wert unverändert. Der Verbrauch an HCl wurde über den Verbrauch der Dosiereinheit bestimmt. Der Mehrverbrauch an NaOH lässt sich anhand eines Abgleichs mit Daten vor Nutzung des Abwassers als Rohstoff mittels Differenzbildung ermitteln. Die zusätzlich benötigten Strommengen für die Pumpen und den Ventilator sind allerdings nicht realistisch abbildbar, da kein eigener Zähler für das Verfahren installiert wurde.

Dank des neuen Verfahrens lassen sich bei einer Last von 50 m³/h Abwasser pro Jahr bis zu 30 000 t Salz und 400 000 t VE-Wasser einsparen. Pro Stunde kann die Einleitung von bis 50 bis 70 m3 salzhaltigen Abwassers in den Rhein vermieden werden - was aus Sicht des Wasserverbrauchs doppelt zählt, da das nicht eingeleitete Brauchwasser zudem aus produktionstechnischer Sicht mit einem äquivalent geringeren Wasserbedarf einhergeht; durch das rückgeführte Wasser wird weniger zusätzliches Wasser für die Elektrolyse benötigt. Zum anderen wird das im Brauchwasser enthaltene Natriumchlorid erneut genutzt. Im Endeffekt wird das Salz komplett im Kreislauf geführt.

Förderung macht das Projekt möglich

Für das gesamte Projekt von der Bauplanung über die Errichtung bis zur ersten Inbetriebnahme war ein Investitionsbedarf von etwa 3,69 Millionen Euro geplant (daraus wurden dann aber 4,03 Millionen Euro). Unter Berücksichtigung der zusätzlichen Kosten für den Betrieb der neuen Anlagenteile und der erwarteten Einsparungen wurde im Rahmen einer nach internen Vorgaben durchgeführten Wirtschaftlichkeitsrechnung eine Amortisationsdauer von 4,3 Jahren berechnet. Dies überschreitet die intern vorgegebene Amortisationsdauer für derartige Investitionen; erst mit der Förderung durch das Umweltbundesamt (738 000 Euro) war eine Realisierung möglich.

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Eine weitere Implementierung ist bei der durch Covestro betriebenen Polycarbonat-Anlage in China in der Ausarbeitung. An der Übertragbarkeit des Prozesses auf andere Produktionen wird gearbeitet, da das Verfahren prinzipiell auch auf andere Prozesse und Standorte angewandt werden könnte, bei denen NaCl-haltige Abwasserströme anfallen und eine Membran-Chlorelektrolyse betrieben wird.

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