Abwasserbehandlung Kreislaufführung als Alternative zur Prozesswasserentsorgung

Haben Sie in Ihrem produzierenden Betrieb Abwasser, das Sie nicht in die Kanalisation einleiten dürfen? Was passiert damit? Häufig wird das Abwasser von spezialisierten Firmen abgeholt und entsorgt. Das ist unkompliziert und stört den hausinternen Produktionsablauf nicht. Aber genau an dieser Stelle gibt es erhebliche Einsparpotenziale.

Anbieter zum Thema

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Dinnissen B.V.

H2O GmbH

Bei hausinterner Aufbereitung von Prozesswasser lassen sich mehr als 70 % Kosten einsparen. Wer zum Beispiel jährlich 2000 m³ industrielle Abwässer aufbereitet statt entsorgt, kann in zehn Jahren mehr als 1.000.000 Euro einsparen. Somit rechtfertigt das Einsparpotenzial fast immer Investitionen in Wasseraufbereitungsanlagen.

Doch es stellt sich die Frage, welche Aufbereitungsanlage die richtige für den eigenen Betrieb ist. Am Markt gibt es viele Anbieter, die unterschiedliche Techniken anbieten, alle mit spezifischen Stärken und Schwächen. Die Vielfalt des Angebots macht die Auswahl schwierig.

Die üblichen Verfahren zur Aufbereitung im Vergleich

Eine Übersicht hilft: Die am häufigsten angewandten Verfahren für die Aufbereitung von industriellem Prozesswasser sind chemisch-physikalische Spaltanlagen, Membrananlagen und Vakuumdestillationssysteme.

• In chemisch-physikalischen Anlagen wird das Prozesswasser in geeigneter Reihenfolge mit Chemikalien versetzt, sodass die Verunreinigungen als Feststoffe ausfallen. Die Feststoffe werden abfiltriert und entsorgt. Alternativ oder ergänzend werden Verunreinigungen über Ionentauscherkolonnen abgetrennt. Das Filtrat kann in der Regel in die Kanalisation eingeleitet werden.

• In Membrananlagen wird das Prozesswasser über wasserdurchlässige Membranen filtriert. Die Verunreinigungen werden zurückgehalten und in flüssiger Form entsorgt. Das Filtrat kann in der Regel in die Kanalisation eingeleitet werden.

• In Vakuumdestillationsanlagen wird das verunreinigte Wasser unter Vakuum verdampft. Die Wärmeenergie des entstehenden Dampfes wird verwendet, um das zulaufende Prozesswasser zu verdampfen, daher sind die Anlagen sehr energieeffizient. Das entstehende Destillat kann in der Regel im Kreislauf geführt werden. Die Verdampfungsrückstände werden entsorgt.

In einigen Fällen gibt es für das aufzubereitende Prozesswasser nur eine optimale Methode, die sich über die anfallende Menge und den Grad der Verunreinigung des Wassers bestimmen lässt. Sollte die Schmutzfracht fast ausschließlich anorganischer Art sein, lassen sich Membranfiltrationsverfahren ausschließen, weil sie zu aufwendig sind.

Verfahren sorgfältig gegeneinander abwägen

Die Vakuumdestillation ist dann nicht geeignet, wenn das Prozesswasser Latex, Lack, Farbe oder Eiweiß enthält. Abbildung 1 zeigt, dass es einen großen Bereich gibt, in dem alle aufgeführten Verfahren anwendbar sind. In diesem Bereich gilt es, die Verfahren sorgfältig gegeneinander abzuwägen.

Qualitätsanforderungen als wichtigstes Kriterium

Um die Kriterien für die Auswahl des Verfahrens festzulegen, gilt es zunächst, die Rahmenbedingungen festzulegen. Das wichtigste Kriterium ist die Qualität des aufbereiteten Wassers. Die Qualitätsanforderungen sind die Basis für die Betrachtung aller folgenden Kriterien. An erster Stelle im Verfahrensvergleich stehen natürlich die Kosten. Neben den Investitionskosten gilt es aber auch, die Betriebskosten zu betrachten. Was nützt ein niedriger Preis, wenn hohe Betriebskosten diesen Vorteil schnell wieder auffressen?

Die Flexibilität des Verfahrens ist ebenso von großer Wichtigkeit. Hier stellt sich die Frage, wie das Aufbereitungssystem reagiert, wenn der Verschmutzungsgrad des aufzubereitenden Wassers schwankt oder sich sogar die Zusammensetzung innerhalb kurzer Zeit komplett ändert. Letztendlich gilt es noch, die Zuverlässigkeit zu betrachten. Es gilt zu beachten, wie aufwendig die Bedienung der Anlage ist und inwieweit sich der Bediener bei Störungen selbst helfen kann.

Schonender Umgang mit Frischwasserressourcen

Viele Betriebe achten heute darauf, nachhaltig zu wirtschaften und Ressourcen zu schonen. Selbstauferlegte, strenge Umweltstandards gehen oft über die behördlich geforderten Grenzwerte hinaus. Dazu gehört natürlich auch der schonende Umgang mit wertvollen Frischwasserressourcen.

Wenn der Betrieb abwasserfrei werden soll oder wenn die Produktionsprozesse sehr reine Spülwässer benötigen, bietet sich die Vakuumdestillation an. Die Qualität des Destillats ist so hoch, dass keine oder nur wenige Nachbehandlungsschritte notwendig sind. Die entstehenden Destillate sind nahezu öl- und schwermetallfrei. Nur wenn extrem hohe Qualitätsanforderungen an das Prozesswasser gestellt werden, ist die Nachbehandlung in Ionentauschern notwendig.

Bei anderen Aufbereitungskonzepten wie dem Membranverfahren oder chemisch-physikalischen Verfahren ist es wirtschaftlicher, das Abwasser gerade so weit aufzubereiten, dass es einleitfähig ist. In der Produktion wird dann aufbereitetes Stadtwasser verwendet, weil hier die Prozesskosten niedriger sind als die weitergehende Aufbereitung des bereits geklärten Abwassers.

Betrachtet man die Investitions- und Betriebskosten von Vakuumdestillationsanlagen im Bereich von 100 bis 30.000 m³ pro Jahr bei Schmutzfrachten kleiner 8 %, zeigen sich auch die wirtschaftlichen Vorteile der Vakuumdestillationstechnik. Zwar sind die Investitionskosten höher als bei anderen Verfahren, dafür sind aber die Betriebskosten unschlagbar günstig.

In der chemisch-physikalischen Behandlung fallen hohe Kosten für Verbrauchsmaterialien an, gleichzeitig ist die Bedienung, insbesondere bei einer breiten Palette von Inhaltsstoffen im Schmutzwasser, personalaufwendig und schwierig. Membrananlagen haben moderate Verbrauchswerte, jedoch sind die Mengen des zu entsorgenden Rückstands und damit die verbleibenden Entsorgungskosten hoch.

Abbildung 3 zeigt einen Betriebskostenvergleich der drei Verfahren und verdeutlicht, dass die Vakuumdestillationstechnik den höheren Investitionspreis bereits nach rund zwei Jahren durch geringere Betriebskosten amortisiert. Auch in Bezug auf Flexibilität und Sicherheit setzt die Vakuumdestillation Maßstäbe. Moderne Systeme passen sich automatisch schwankenden Prozesswasserqualitäten an. Geringe Anpassungen erlauben es, galvanische Prozesswässer in einem System aufzubereiten, das eigentlich für die Behandlung von verbrauchten Kühlschmierstoffemulsionen konzipiert war.

Vakuumdestillation dominiert aus wirtschaftlichen Gründen

Abbildung 1 gibt hinreichende Informationen über optimale Aufbereitungsverfahren für industrielle Abwässer in Abhängigkeit vom anfallenden Volumen und der Schmutzfracht. In den Bereichen, in denen mehrere Verfahren möglich sind, dominiert die Vakuumdestillation aus wirtschaftlichen Gründen. In den Randbereichen empfiehlt es sich, je nach Qualitätsanforderungen über Verfahrenskombinationen (zum Beispiel Membrananlagen plus Vakuumdestillation zur Aufbereitung der Konzentrate) nachzudenken.

Clevere Wartungskonzepte und intelligente Prozessvisualisierungen verbessern die Systemverfügbarkeit und erleichtern die Bedienung. Insofern sind moderne Vakuumdestillationssysteme ebenso zuverlässig wie der spezialisierte Entsorgungsbetrieb, der die anfallenden Abwässer regelmäßig abholt.

Der Artikel ist zuerst auf unserem Schwesterportal Nachhaltige Produktion erschienen.

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