Brüdenwasseraufbereitung

Roland Strauch

Beim Milchwerk Crailsheim wird der über die Käseherstellung entstandenen Molke in einer Eindampfanlage Wasser entzogen. Dabei entsteht das Molkekonzentrat und so genannte Kalt- und Warmbrüden. Im Schnitt fallen pro Tag ca. 200 000 l Brüden an, wobei die Kaltbrüden mit ca. 160 000 bis 170 000 l den größten Teil ausmachen. Sie laufen mit ca. 14 m3/h in einen 160 000 l, die Warmbrüden mit ca. 2 m3/h in einen 80 000 l fassenden Tank. Die Kaltbrüden haben eine Temperatur von ca. 18 °C, die Warmbrüden von etwa 50 °C.

Am Auslauf der beiden Tanks werden mittels Förderpumpen Teilströme über Bypass-leitungen abgezogen und auf ein Chlordioxid-Dosiersystem von Prominent geführt. Danach werden die Kalt- und Warmbrüden getrennt voneinander in jeweils einem der zwei ClO2-Dosiermodule mit Chlordioxid beaufschlagt. Hierzu wird im Dosiermodul der Bypasstrom auf zwei Stränge aufgeteilt. Der Hauptstrang, der später in einer Höhe von ca. einem Meter wieder in den Tank geführt wird, wird messwertabhängig mit ca. 1,5 ppm beaufschlagt. Zuvor wird mit Hilfe von ClO2- und Redox-Reglern gemessen, welche ClO2-Konzentration vorliegt. Hieraus ergibt sich die ClO2-Zugabemenge. Diese entspricht der Hauptlastdosierung. Der Nebenstrang, der in die Brüdenzulaufleitung der Tanks einspeist, wird mengenproportional mit ca. 1,0 ppm beaufschlagt. Dies entspricht der Grundlastdosierung. Der Brüdenzulauf in die Tanks erfolgt im oberen Teil. Die Grundlastdosierung dient dazu, eine Schichtung der ClO2-Konzentration im Tank zu vermeiden, und somit eine eventuelle Biofilmbildung in der oberen Region zu verhindern.

Die Chlordioxidanlage des Heidelberger Unternehmens wird mengenproportional mit Frischwasser betrieben. Aus verdünnter Salzsäure (9%) und Natriumchlorit (7,5%) wird eine Stammlösung von bis zu 1000 ppm erzeugt und im Vorratsbehälter des Vorlagenmoduls zwischengepuffert. Die Regelung des Vorlagenmoduls erfolgt über eine SPS-Steuerung von Siemens, die den Füllstand des Vorratsbehälters kontrolliert und über verschiedene Sicherheits-einrichtungen verfügt, die z. B. die Wasserzufuhr zur Chlordioxidanlage bei Störung verriegeln. Vom Vorlagenmodul wird die angesetzte Stammlösung über eine Druckluftmembranpumpe konstant zu den einzelnen Dosiermodulen gefördert. Mittels der ClO2-Mess- und Regeltechnik und der Steuerungen der Dosiermodule werden die zur Dosierung notwendigen Membranventile geöffnet und geschlossen. Die Anlagenteile sind der Reihe nach in Edelstahlanreihschränke eingebaut und stellen somit eine kompakte Einheit dar.

Die Warm- und Kaltbrüden werden vor ihrer Verwendung über eine Wärmeschaukel energetisch ausgenutzt. Von hier aus können sie weiteren Verwendungszwecken zugeführt werden – beispielsweise als Reinigungsmittelansatz, als Steuerwasser und zum Spülen der Zentrifugen. Die größten Anteile werden aber von den Rückkühltürmen und zum Zwischenspülen aller Tank- und Rohrreinigungen verbraucht. Der Verdampfer selbst wird ebenfalls mit Brüden versorgt. Nach diesen Anwendungen werden die Brüden dann verworfen.

Der Einsatz von Chlordioxid als Desinfektionsmittel hat für die Anlagenbetreiber deutliche Kosteneinsparungen zur Folge. Vor dem Umbau wurde für die genannten Anwendungsgebiete grundsätzlich Frischwasser benutzt. Als Desinfektionsmittel wurde Peressigsäure eingesetzt. Der Verbrauch an Peressigsäure lag bei ca. 800 l je Monat, bei einer Dosierung von 30 bis 50 ppm. Der Chemikalienverbrauch der Chlordioxidanlage liegt bei etwa 250 l je Chemikalie, bei einer Dosierung von 1,25 ppm. Bei einem durchschnittlichen Preis von ca. 1,50 Euro pro kg Peressigsäure und ca. 1,00 Euro pro kg Säure/Lauge für Chlordioxid ergeben sich bei den Chemikalien Kosteneinsparungen von bis zu 40%. Beim Frischwasserverbrauch sind bei vollständiger Verwendung der Brüden eben-falls Einsparungen von bis zu 40% möglich.

Auch bei der Mikrobiologie herrscht im Milchwerk Crailsheim volle Zufriedenheit. Halle 9.1, Stand C036

Die Bedeutung des Chlordioxides bei der Wasserdesinfektion ist in den letzten Jahren enorm gestiegen. Unter anderem, weil es zu keiner Bildung von unerwünschten Reaktionsprodukten, wie beispielsweise Chlorphenolen, Trihalogenmethanen und Chloraminen führt. Chlordioxid wirkt vor allem auf Zellproteine und Nukleinsäuren. Es fördert außerdem den Abbau von Biofilmen in Leitungssystemen und bildet einen wirksamen Schutz vor Reinfektionen.

Chlordioxid muss vor Ort hergestellt werden. Die Erzeugeranlagen hierfür unterliegen in ihrem Aufbau den einschlägigen Vorschriften. Hierzu gehören zum Beispiel die Unfallverhütungsvorschrift (GUV 8.15 bzw. VGB 65 „Chlorung von Wasser”) und die DVGW-Arbeitsblätter W224 (Chlordioxid in der Wasseraufbereitung) und W624 (Dosieranlagen für Desinfektionsmittel und Oxidationsmittel: Dosieranlagen für Chlordioxid). In der Trinkwasserverordnung (TVO) wird der Einsatz von ClO2 zunächst einmal eingeschränkt. Es ist zwar als Desinfektions- aber nicht als Oxidationsmittel erlaubt. Das Wasser muss vor der Desinfektion durch entsprechende Maßnahmen so aufbereitet sein, dass eine reine Oxidationsreaktion ausgeschlossen werden kann. Die TVO schreibt bei einer Trinkwasserdesinfektion eine maximale Dosiermenge von 0,4 ppm vor. Der maximale Gehalt an Chlordioxid und Chlorit darf nach der Aufbereitung jeweils nur 0,2 ppm betragen. Die Dosierung muss so eingestellt sein, dass nach der Zehrung diese Werte nicht überschritten werden. In Einsatzbereichen außerhalb der TVO sind auch höhere Konzentrationen erlaubt.