Trends in der Gewinnung, Aufbereitung, Nutzung und Entsorgung von Wasser

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Wassermanagement in der chemischen Industrie

Die chemische Industrie ist sowohl ein Wassergroßverbraucher als auch ein Lösungsanbieter für andere Prozessindustrien – die Chemie trägt somit entscheidend dazu bei, die Ökoeffizienz des industriellen Wassermanagements über die gesamte Wertschöpfungskette zu steigern.

Das 2012 gestartete E4Water-Projekt widmet sich Fragen der Prozessindustrie bei der Beseitigung von Engpässen und Hürden für ein integriertes und energieeffizientes Wassermanagement. Bis 2016 werden 19 internationale Partner, darunter Industrieunternehmen, Forschungseinrichtungen und Anwender, gemeinsam neue Ansätze für eine Senkung des Wasserverbrauchs und der Abwassermengen sowie des Energieverbrauchs in der chemischen Industrie entwickeln.

Wichtigstes Ziel von E4Water ist die Entwicklung und Validierung integrierter Ansätze, Methoden und Verfahren, wie die Dechema berichtet. In sechs industriellen Fallstudien sollen dabei 20 bis 40 % Wasser eingespart, 30 bis 70 % weniger Abwasser erzeugt und 15 bis 40 % weniger Energie verbraucht werden; gleichzeitig soll die Wirtschaftlichkeit um bis zu 60 % steigen. Davon wird selbstverständlich nicht nur die chemische Industrie profitieren, das Projekt liefert auch Ideen für andere Branchen.

Eine Produktionsanlage, die kein Wasser abführen muss, dürfte eine der konsequentesten Umsetzungen für einen ressourcenschonenden Umgang mit Wasser sein. Grundlagen für die Realisierung eines solchen Projektes schafft die niederländische Evides Industriewasser in China: Dort wird im trockenen Norden eine Demonstrationsanlage für die Aufbereitung von Abwasser zu hochwertigem Industrieprozesswasser gebaut. Die Anlage wird Teil eines Prozesswasserkreislaufs sein, in den das gereinigte Wasser immer wieder zurückgeführt werden kann. Die hochkonzentrierte Schadstofffracht wird zum Feststoff eingedampft und entsorgt. Hintergründe sind die in der Region begrenzte Verfügbarkeit von Süßwasser sowie fehlende Vorfluter für das Einleiten von Abwässern.

Wassermanagement in der Getränke-Industrie

Auf der Drinktec 2013 im September in München wird u.a. darüber diskutiert, wie die internationalen Brau- und Softdrink-Konzerne ihre ambitionierten Ziele zur Reduktion des Wasser-Footprints umsetzen. Ohne innerbetriebliche Aufbereitungs-Kreisläufe sind diese nicht zu erreichen, so Prof. Dr. Stefan Schildbach von der Hochschule Fulda, Fachbereich Lebensmitteltechnologie: „Nachhaltigkeit macht auch vor der Wasseraufbereitung nicht halt. Einsparpotenziale, die man vor ein paar Jahren noch als zu gering und für wirtschaftlich nicht realisierbar gehalten hat, werden daher auch immer interessanter. Ich denke hier beispielsweise an das Aufarbeiten von Wässern aus den Filterrückspülungen oder auch an die weitere Erhöhung der Ausbeute von Umkehrosmose-Anlagen. Auch werden intelligente Regel- und Steuerungsstrategien an Bedeutung gewinnen.“

Was aber bedeutet das für die eingesetzte Trenntechnik konkret? Seit Jahren geht der Trend zur Membran-Technologie. Das gilt sowohl für die Umkehrosmose zur Wasserentsalzung als auch für die Filtration. Es gibt gute Gründe dafür: Membrananlagen arbeiten vollautomatisch und kontinuierlich, benötigen nahezu keine Chemie, und das Abwasser der Wasseraufbereitung wird nicht durch Regenerationsmedien aufgesalzen. Hinzu kommt, dass Membranmaterialien kostengünstiger und effektiver wurden, während der erforderliche Druck und damit der Energieeinsatz deutlich gesunken sind.

Zukunftspotenzial sehen Experten weiter in der Elektrodeionisierung (EDI), die derzeitig zum Beispiel in der Halbleiterproduktion als letzte Polierstufe der Reinstwasserbereitung eingesetzt wird. Beim EDI-Verfahren werden die Ionen des Trinkwassers über ein Austauscherharzsystem abgetrennt. Gleichzeitig wird eine Gleichspannung angelegt, wodurch Oxonium-Ionen- und Hydroxid-Ionen entstehen, die das Harz kontinuierlich regenerieren. Diese Regeneration ist auch der Grund dafür, dass dem Verfahren der Sprung in neue Einsatzgebiete zugetraut wird: Denn die zur Regeneration notwendige Gleichspannung lässt sich ideal mit Photovoltaik erzeugen – ein weiterer Schritt hin zur autarken Produktionsstätte.

Wie sich der Weltmarkt für Wasserwirtschaft entwickelt, erfahren Sie auf der nächsten Seite.

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