Dank Membranbioreaktor und Umkehrosmose Wasser in die Produktion zurückführen

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Siemens AG

Das Lösungskonzept setzt auf der vorhandenen Vorklärung, einer Sedimentation, auf. Danach wird das Abwasser durch den High Rate Clarifier (HRC) enthärtet. Dieser Vorgang ist notwendig, da das mit dem Rohstoff Altpapier eingetragene Kalciumcarbonat das Prozesswasser sehr hart macht. Diese Härte kann bei veränderten Prozessparametern (pH-Wert, Temperatur, Leitfähigkeit etc.) zu Ablagerungen in der Belebung und an den Membranen führen. Daher wird ein Teil des gelösten Kalziums durch Zugabe von Kalkmilch und Soda gezielt im HRC gefällt, das ausgefällte Kalziumcarbonat wird dem Produkt zugeführt.

Vollautomatische Reinigung der Membranen während des laufenden Betriebes

Das enthärtete Abwasser wird dann mithilfe eines Plattenwärmetauschers gekühlt, der der biologischen Prozessstufe vorgeschaltet ist. Diese besteht aus einer aeroben Belebungskaskade und wird mit einer Belebtschlammkonzentration von 8 bis 10 g/l betrieben. Als Trenneinrichtung fungiert ein Membrane Operating System (MOS), indem das Belebtschlammwassergemisch und Luft mithilfe des MemJet-Verfahrens eingedüst werden. Das Belebtschlammwassergemisch fließt entlang der Außenseite der Hohlfasermembran, während das Filtrat in das Innere gezogen wird. Auf diese Weise wird das biologisch gereinigte Wasser (Filtrat) vollständig vom Belebtschlamm getrennt. Das Belebtschlammwassergemisch wird über eine Mammutpumpe in die Belebung zurückgeführt. Gegenüber einer konventionellen Kreiselpumpe ist diese Art der Förderung schonender für die Biomasse.

Das aus dem Membranfiltersystem gefilterte Wasser weist typischerweise eine Qualität unter 0,1 nephelometrischen Trübungseinheiten auf. Das heißt, dass mehr als 99,99 % der pathogenen Keime entfernt wurden.

Das MOS-System besteht aus drei getrennt arbeitenden Einheiten mit je drei Racks und insgesamt 144 Modulen. Diese Anordnung erlaubt eine vollautomatische Reinigung der Membranen während des laufenden Betriebes. Damit ist ein kontinuierlicher Volumenstrom des Filtrats sichergestellt.

Nach der MBR-Anlage wurde eine Teilstrombehandlung mit Umkehrosmose installiert. Diese dient zum Entsalzen des Abwassers. Das Ultrafiltrat-Permeat-Gemisch gelangt über ein Zwischenbecken und eine Pumpstation zurück in die bestehenden Frischwasserbecken. Von dort wird das behandelte Wasser zusammen mit dem Frischwasser im Produktionssystem verteilt. Insgesamt können so etwa 90 Prozent des gesamten Abwassers ohne Qualitätsverluste wieder der Produktion zugeführt werden.

Lösung aus einer Hand

Siemens war sowohl für die Anlagenerrichtung als auch für die Konzeption des gesamten Prozesssystems, für die Detailkonzeption und die Lieferung aller zum MBR gehörenden Systeme verantwortlich. Zum Lieferumfang gehören außerdem die Umkehrosmoseeinheit, Enthärter/Klärbecken und Schlammbehandlungsanlage, das Kühlsystem sowie die Einbindung der neuen Anlage in ein System, dessen Aufbau und Ausführung bereits teilsweise bestand. Siemens war auch für das Projektmanagement, den Anlauf und die Inbetriebnahme der Anlage verantwortlich.

Das Projekt wurde durch das deutsche Bundesministerium für Umwelt mit knapp 550.000 Euro gefördert und als Referenzprojekt für die „Förderung von Investitionen mit Demonstrationscharakter für die Verringerung von Umweltverschmutzung” vorgeschlagen. Im Jahr 2009 erhielt das Unternehmen Albert Köhler zudem den globalen Wasserpreis als Industriewasserprojekt des Jahres und wurde mit folgendem Kommentar ausgezeichnet: „Dieses Projekt setzt für die Wasserverwendung in der Papierindustrie einen neuen globalen Standard.“

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