Viele Betriebe achten darauf, nachhaltig zu wirtschaften und Ressourcen zu schonen. Dazu gehört natürlich auch der schonende Umgang mit wertvollen Frischwasserressourcen. Für einen abwasserfreien Betrieb bietet sich eine Abwasseraufbereitung mittels Vakuumdestillation an. Die Qualität des Destillats ist so hoch, dass keine bzw. wenige Nachbehandlungsschritte notwendig sind.
Autor Jochen Freund Leiter Produkt- & Absatzentwicklung, H2O
Eine hausinterne Abwasseraufbereitung kann sich ab einer bestimmten Abwassermenge durchaus lohnen. Im Vergleich zur Fremd-entsorgung lassen sich z. B. bei 2000 m³ industrielle Abwässer jährlich mehr als 70 % der Kosten einsparen. Somit rechtfertigt das Einsparpotenzial in fast allen Fällen Investitionen in Wasseraufbereitungsanlagen. Die am häufigsten angewandten Verfahren für die Aufbereitung von industriellem Prozesswasser sind chemisch-physikalische Spaltanlagen, Membrananlagen und Vakuumdestillationssysteme. 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. Die Vakuumdestillation ist dann nicht geeignet, wenn das Prozesswasser Latex, Lack, Farbe oder Eiweiß enthält. In einem großen Bereich sind jedoch alle Verfahren anwendbar. In diesem Bereich gilt es, die Verfahren sorgfältig gegeneinander abzuwägen.
Zunächst müssen die Rahmenbedingungen festgelegt werden. 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 Investitionskosten und die Betriebskosten. Die Flexibilität des Verfahrens ist ebenso von großer Wichtigkeit. Wie reagiert das Aufbereitungssystem, wenn der Verschmutzungsgrad des aufzubereitenden Wassers schwankt, oder sich sogar die Zusammensetzung innerhalb kurzer Zeit komplett ändert? Was passiert, wenn neue Prozesschemikalien eingesetzt werden? Letztendlich gilt es noch die Zuverlässigkeit zu betrachten. Wie aufwendig ist die Bedienung der Anlage? Inwieweit kann sich der Bediener bei Störungen selbst helfen?
Abwasserfreier Betrieb
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 bzw. 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 Membranverfahren oder chemisch-physikalischen Verfahren ist es wirtschaftlicher, das Abwasser gerade so weit aufzubereiten, dass es einleitfähig ist.
Betrachtet man die Investitions- und Betriebskosten von Vakuumdestillationsanlagen im Bereich 100 bis 30 000 m³/Jahr bei Schmutzfrachten kleiner 8 %, zeigen sich auch die wirtschaftlichen Vorteile. Zwar sind die Investitionskosten höher als bei anderen Verfahren, dafür sind aber die Betriebskosten 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. Die Vakuumdestillationstechnologie hat den höheren Investitionspreis bereits nach ca. 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. Clevere Wartungskonzepte und intelligente Prozessvisualisierungen verbessern die Systemverfügbarkeit und erleichtern die Bedienung.
Effiziente Vakuumverdampfer
Vacudest-Vakuumverdampfer bewähren sich in den verschiedensten Industriezweigen als sichere Investition in eine abwasserfreie Zukunft. Geringe Betriebskosten, hohe Energieeffizienz und sichere Systemverfügbarkeit sorgen dabei für einen schnellen Return on Investment. Die Technologie der Vakuumdestillation von H2O basiert auf dem einfachen Prinzip der Stofftrennung nach Siedepunktunterschieden. Das Industrieabwasser wird verdampft. Alle Substanzen, die einen höheren Siedepunkt als Wasser haben, verbleiben im Verdampfungsrückstand. Dazu gehören Schwermetalle, Salze, aber auch Öle, Fette oder Tenside. Weil der Wasseranteil verdampft wird, reduziert sich das Volumen des Rückstandes aus der Vakuumdestillation auf 0,5 bis 5 % des ursprünglichen Abwasservolumens. Der aufsteigende Wasserdampf, auch Brüden genannt, ist nahezu frei von Verunreinigungen. Nach der Kondensation kann er als Prozesswasser in den Produktionsprozess zurückgeführt werden. Damit wird die Produktion abwasserfrei.
Einige Substanzen lassen sich mit Vakuumdestillation nicht vollständig abtrennen. Deshalb ist das Destillat von einer herkömmlichen Vakuumdestillation oft trüb und qualitativ so schlecht, dass es nachbehandelt werden muss. In den letzten Jahren hat H2O mit vielen Innovationen Maßstäbe hinsichtlich der Optimierung des Trennprozesses gesetzt. Deshalb erreicht das Vacudest-System im Vergleich zu herkömmlichen Verdampfern glasklare Destillate mit weitaus besserer Qualität. Die patentierte Clearcat-Kondensationsstufe erlaubt zum Beispiel eine CSB-Reduktion von bis zu 99 %.
Direkte Brüdenverdichtung
Um Energie zu sparen, setzt H2O auf das energieeffiziente Verfahren der direkten Brüdenverdichtung. Das Industrieabwasser wird im Vakuumverdampfer unter leichtem Unterdruck verdampft. Dadurch sinkt die Siedetemperatur des Wassers. Der entstehende Wasserdampf wird im Brüdenverdichter, auch Vakuumpumpe genannt, auf Normaldruck verdichtet und dabei erhitzt. Die Energie des Wasserdampfes wird zurückgeführt, um das Abwasser zu verdampfen. Aufgrund des Energierecyclings wird keine zusätzliche Verdampfungsenergie mehr benötigt. Der Motor des Brüdenverdichters ist der einzige Energieverbraucher im Vakuumverdampfer.
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