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Abwasserfreie Produktion Zero Liquid Discharge – oder ist Minimal Liquid Discharge sinnvoller?

| Autor/ Redakteur: Hans-Jürgen Bittermann / Jörg Kempf

Themen wie Water Reuse und die Aufkonzentration von Wässern bis hin zum Zero Liquid Discharge (ZLD – abwasserfreie Produktion) gewinnen weltweit an Interesse. Die Null-Lösung ist aber nur unter bestimmten Rahmenbedingungen wirklich anzuraten.

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Nach strikten Bedingungen versteht man unter Systemen mit Zero Liquid Discharge solche, aus denen kein Wasser in flüssiger Form das System verlässt, allenfalls als Dampf. Bei eingeschränkten Bedingungen kann Wasser in Form von Schlämmen, Salzlaken oder Aerosolen aus dem System austreten.
Nach strikten Bedingungen versteht man unter Systemen mit Zero Liquid Discharge solche, aus denen kein Wasser in flüssiger Form das System verlässt, allenfalls als Dampf. Bei eingeschränkten Bedingungen kann Wasser in Form von Schlämmen, Salzlaken oder Aerosolen aus dem System austreten.
(Bild: Porex Filtration)

Als technologische Herausforderung ist die völlig abwasserfreie Produktion (Zero Liquid Discharge, ZLD) sicher ein interessantes Projekt. Doch wie schaut das unter ökologischen, gar unter ökonomischen Aspekten aus? Die Processnet-Fachgruppe PIWA (Prozessintegrierte Wasser- und Abwassertechnik) beispielsweise ist durchaus kritisch-zurückhaltend. Demnach hänge es von vielen Faktoren ab, ob ZLD im speziellen Einzelfall die beste aller Lösungen darstelle.

Nach strikten Bedingungen versteht man unter Systemen mit Zero Liquid Discharge solche, aus denen kein Wasser in flüssiger Form das System verlässt, allenfalls als Dampf. Bei eingeschränkten Bedingungen kann Wasser in Form von Schlämmen, Salzlaken oder Aerosolen aus dem System austreten. Nach Ansicht der Fachgruppe ist der Einsatz von ZLD, der in der Regel mit einem hohen energetischen Aufwand verbunden ist, beispielsweise dann sinnvoll, wenn Unabhängigkeit von lokalen Gegebenheiten gewonnen werden soll, zum Beispiel in Gebieten mit unzureichender Infrastruktur.

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Marktbeobachter wie Research and Markets gehen von einem weltweiten Marktwachstum für ZLD-Technologien von derzeit knapp fünf Milliarden auf knapp sieben Milliarden US-Dollar im Jahr 2021 aus. Wo das Wachstum herkommt? Ein wachsender Bedarf besteht beispielsweise in Latein-Amerika, dort insbesondere im Kraftwerksbereich. Neue Gesetze in Sachen Wassermanagement treiben die Nachfrage auch in Indien, China und Mexiko.

Hybridprozess für Metallverarbeiter in Chile

Passend zu den positiven Marktprognosen für Latein-Amerika präsentiert GEA diesen Einsatzfall: Für die Aufbereitung von Abwässern aus einer Molybdän-Produktionsanlage hat GEA für das chilenische Unternehmen Molymet einen speziellen ZLD-Hybridprozess entwickelt. Dieser Prozess ist für eine Abwassermenge bis 110 m3/h ausgelegt. Der Prozess besteht aus einer Entsalzungsanlage zur Vorbehandlung, einer Umkehrosmose zur Vorkonzentrierung und einem nachgeschalteten Fallfilmverdampfer. Der Prozess wird durch eine Kristallisationsanlage und eine Feststoffabscheidung vervollständigt. Ergebnis der 20-Millionen-Dollar-Investition: Wasser zur Wiederverwendung in der Produktionsanlage.

ZLD-Konzept für ein Kraftwerk

Dass es auch in Europa zu Wasserstress kommen kann, haben die vergangenen Jahre durchaus gezeigt. Für Kraftwerke in niederschlagsarmen Gegenden gilt, dass sie nicht ohne weiteres Oberflächen-, Brunnen- oder Flusswasser nutzen können, wenn dieses Wasser als Trinkwasser und zur Bewässerung gebraucht wird. Nicht selten steht jedoch Nutzwasser aus einer Abwasseraufbereitungsanlage zur Verfügung, das von einer lokalen Kläranlage gespeist wird.

Das war auch bei diesem Projekt der Fall: Für das 800-MW-Kraftwerk Gissi Abruzzo Energia im Süden Italiens wurde eine Kesselspeisewasser-Aufbereitungsanlage realisiert. Die Herausforderung bestand darin, die Anlage an die aride Gegend anzupassen. Der fehlende Vorfluter zur Einleitung geklärter Abwässer erschwerte die Situation. Daher haben Hager + Elsässer (H+E) und Alstom Power gemeinsam ein Zero-Liquid-Dis- charge-Konzept entwickelt: Die zentrale Wasseraufbereitungsanlage kombiniert eine Vorbehandlung per Flockung und Klärung, mehrschichtigem Filter und Ultrafiltration mit einer Abwasseraufbereitung durch Umkehrosmose, Chargenneutralisation, Verdampfungskristallisation und Schlamm­aufbereitung. Am Ende dieser Prozesse steht die Bindung aller Abfälle in Form von Feststoffen.

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