Abwassernutzung in Petrochemiekomplex Dow nutzt kommunales Abwasser in Kühltürmen

Redakteur: Wolfgang Ernhofer

Kommunales Abwasser wird in einer petrochemischen Anlage von Dow zur Kühlung verwendet: Der Chemiekonzern nimmt an einem europäischen Projekt teil, das die Wasserknappheit in bestimmten Regionen mildern soll.

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Dow Water & Process Solutions beweist die Wirksamkeit der Wiederverwendung von Abwasser bei der Nutzung in Kühltürmen im Petrochemiekomplex Tarragona, Spanien. (Symbolbild Petrochemie)
Dow Water & Process Solutions beweist die Wirksamkeit der Wiederverwendung von Abwasser bei der Nutzung in Kühltürmen im Petrochemiekomplex Tarragona, Spanien. (Symbolbild Petrochemie)
(Bild: CC0 Public Domain)

Stade – Dow Water & Process Solutions, ein Geschäftszweig der Dow Chemical Company, nimmt an einem von zehn von der Europäischen Kommission finanzierten Projekten teil, mit denen die Wiederverwendung von Wasser in Europa verbessert werden sollen. Das Unternehmen ist ein wichtiger Akteur beim Projekt Demoware im petrochemischen Komplex von Camp Tarragona. Bei diesem Projekt soll bewiesen werden, wie Wasserknappheit in einer europäischen Region Europas durch die Förderung der industriellen Wasserwiederverwendung - mit Schwerpunkt auf Kühltürme - gemildert werden kann.

Das Projekt, das drei Jahre dauern wird und im Dezember 2016 beendet werden soll, wurde kürzlich beim 5. Internationalen Symposium Re-Water in Braunschweig vorgestellt. Der Fokus des Projektes liegt auf neuartigen Technologien für die Wiederverwendung von Abwasser und umfasst unter anderem die Aufbereitung von Abwasser aus den spanischen Städten Salou, Tarragona und Vilaseca in der Anlage für Fortgeschrittene Wasserrückgewinnung von Camp de Tarragona (Ctawrp, aus dem Englischen Camp de Tarragona Advanced Water Reclamation Plant), die von Veolia und Aitasa (dem staatlichen Wasserlieferanten für den petrochemischen Komplex) betrieben wird.

Kühlturm statt Meer

Die Umkehrosmose-Elemente Filmtec von Dow Water & Process Solutions wurden ausgewählt, um in der Rückgewinnungsanlage im Anschluss an den Vorbehandlungsplan von Veolia namens Actiflo installiert zu werden. Das aufbereitete Wasser wird dann an verschiedene Anlagen im Komplex umgeleitet, wo es bei den industriellen Prozessen genutzt wird, anstatt wie bisher in das Mittelmeer entsorgt zu werden.

Alexander Lane, Verkaufsdirektor EMEA bei Dow Water & Process Solutions, sagt: "Da die Wiederverwendung von Abwasser an der Spitze nachhaltiger Politik der EU-Mitglieder steht, stellt dieses Projekt einen wichtigen Meilenstein dar, um nicht nur die Effizienz der europäischen Industrie, sondern auch von kommunalen Prozessen zu verbessern. Wir sind stolz darauf, Teil einer regionalen Initiative zu sein und zu deren Erfolg beizutragen."

Da die im petrochemischen Komplex von Camp Tarragona angesiedelten Unternehmen eine konstante Versorgung mit frischem, sauberem Wasser benötigen, war es das Hauptziel von Dow Water & Process Solutions bei diesem Projekt, ein System zur Aufbereitung von Abwasser zu einer ausreichend hohen Qualität zu entwickeln, damit es in Kühltürmen verwendet werden kann. Diese Unternehmen hatten bisher 100 % Frischwasser aus dem Fluss Ebro verwendet, um ihre Wärmeabgabegeräte zu speisen.

Dadurch entstand eine Belastung für den Ebro und die umliegenden Gemeinden, eines der Gebiete mit großer Wasserknappheit in Spanien. Die Projekte tragen dazu bei, diese Süßwasser-Ressourcen frei zu machen und helfen dabei, die Verfügbarkeit von Wasser für andere Zwecke wie kommunale Nutzung, Wachstumsprojekte im Tourismus oder Landwirtschaft zu steigern.

90 % Abwasser bis Ende 2016

Als Ergebnis des Projekts besteht das in den Kühltürmen im petrochemischen Produktionskomplex von Dow Chemicals (Ethylen-Cracker) verwendete Zusatzwasser nun aus 40 % aufbereitetem Abwasser. Das entspricht einem Durchfluss von 160 m3/h aus wiederverwendeten Abwasser aus der Rückgewinnungsanlage. Es wird erwartet, dass bis Ende 2016 diese Proportion bis auf 90 % steigen und mit nur 10 % Wasser aus dem Ebro gemischt wird.

Vor der Verwendung von aufbereitetem Abwasser wurde der Dow-Cracker Kühlturm ausschließlich mit Wasser aus dem Ebro in 4 Zyklen betrieben. Der Anstieg sowohl bei der Qualität des Zusatzwassers wie auch bei der Menge des zur Speisung des Kühlturms verwendeten gereinigten Abwassers werden es möglich machen, mit einer höheren Anzahl von Konzentrationszyklen zu arbeiten und folglich eine drastische Verringerung des Abblasbetriebs zu erzielen sowie das System in einem fast geschlossenen Schleifenmodus zu betreiben.

Umkehrosmose-Behandlung

Eine Kombination von Umkehrosmose-Elementen Filmtec für Brackwasser mit Extra-Verschmutzungsbeständigkeit (Bwxfr, aus dem Englischen Brackish Water Extra Fouling Resistance) & Brackwasser mit Energiesparmodus (LE, aus dem Englischen Low Energy) wurden ausgewählt, um in der Doppeldurchlaufanlage der Ctawrp installiert zu werden. Die Membranelemente mit Extra-Verschmutzungsbeständigkeit wurden im ersten Durchlauf verwendet; sie wurden entwickelt, um Permeatwasser von höchster Qualität zu liefern und bieten gleichzeitig aufgrund der breitesten pH-Reinigungsbereichs (1 - 13) und chemischer Toleranz eine hervorragende Robustheit. Die Gestaltung des zweiten Durchlaufs mit Energiespar-Membranelementen trug dazu bei, dass die Anlage eine höhere Salzrückhaltung bei 33 % niedrigerem Druck sowie eine ausgezeichnete Abweisung von Siliziumdioxid, Bor, Nitrat, Isopropylalkohol und Ammonium lieferten.

Die Kombination XFR-LE bietet der Anlage ein optimales Gleichgewicht zwischen hoher Verschmutzungsbeständigkeit, hoher Salzrückhaltung und geringem Energieverbrauch. Aus diesen Gründen konnten die Umkehrosmose-Elemente zu einer Effizienzsteigerung des Systems und zur Senkung der Betriebskosten gemäß nachhaltige Methoden beitragen, so Dow.

Ein weiteres Ziel des Projektes ist es, die Leistung der Ctawrp zu optimieren, die derzeit 2,3 hm3 aufbereitetes Wasser im Jahr produziert. Bei seiner maximalen Kapazität, und in Antwort auf die steigende Nachfrage und von behördlicher Seite gewährten Rechten wird die Anlage in der Lage sein, 6 hm3 aufbereitetes Wasser pro Jahr zu erzeugen, die von den Chemieunternehmen im Komplex verwendet werden.

Wasserinnovationen in Deutschland

Treffpunkt für alle diese Ideen und Entwicklungen in Deutschland ist die Produktionsstätte, die Dow Water & Process Solutions in Stade eröffnet hat. An der Elbe zwischen Hamburg und der Nordsee gelegen, bietet sie laut Unternehmen neben anderen Anwendungsbereichen die modernsten innovativen Abwasserlösungen für industrielle und private Zwecke.

Diese verschiedenen Innovationen teilen sich ein einziges Ziel: die Bekämpfung von Wasserknappheit und die Versorgung mit Süß- und Reinstwasser für die unterschiedlichsten Anwendungen. Klar ist, dass Technologien wie Umkehrosmose und Ultrafiltration große Auswirkungen auf die Zukunft haben werden. Aus diesem Grund sind sie der Schlüssel für die Entwicklung innovativer Lösungen, die für verschiedene Arten von Abwasser angepasst werden können.

Demoware-Konsortium

Das von Dow Water & Process Solutions koordinierte Projekt hat Mittel aus dem 7. Rahmenprogramm der Europäischen Union für Forschung, technologische Entwicklung und Demonstration im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 619040 erhalten; es ist das einzige Projekt, das sich mit der Erforschung von Abwasser für industrielle Zwecke im Rahmen von Demoware beschäftigt. Insgesamt 27 Unternehmen aus ganz Europa sind an dieser Initiative als Teil des Rahmenwerks Horizont 2020 beteiligt, das von der Europäischen Kommission entwickelt wurde, um den Wasserverbrauch auf dem gesamten Kontinent zu senken.

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