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Geschlossene Kreisläufe sind das Gebot der Stunde

Rückgewinnung von Wertstoffen aus dem Abwasser
Geschlossene Kreisläufe sind das Gebot der Stunde

Wasser mit all seinen vielfältigen Facetten – wie zum Beispiel Verfügbarkeit, Reinheit/Verschmutzung, Ver- und Entsorgung, Wasserinfrastruktur, Trinkwasser, Brauch- und Prozesswasser etc. – ist ein globales Thema. Welche Ideen und Lösungen deutsche Ingenieure für die aktuellen Herausforderungen diskutieren, erfahren Sie hier.

Für einen den Erfordernissen im 21. Jahrhundert angepassten nachhaltigen Umgang mit der Ressource Wasser werden effiziente Lösungen sowohl für die Wasseraufbereitung als auch für die Abwasser- und Schlammbehandlung benötigt. Die zukünftigen Entwicklungen der Wasser- und Abwassertechnik werden sich noch stärker als bisher an den Vorgaben der Kunden orientieren müssen, um diesen technisch und wirtschaftlich optimale Lösungen über den gesamten Lebenszyklus der Maschinen und Anlagen bieten zu können.

Dabei wird der Schwerpunkt von Innovationen, neben der Optimierung der Reinigung, vor allem auf der energetischen und stofflichen Nutzung des Abwassers bzw. der im Abwasser enthaltenen Inhaltsstoffe liegen, die aus verschiedenen Gründen, wie zunehmender Rohstoffknappheit, steigenden Rohstoffpreise, begrenztem Zugriff auf Ressourcen oder verschärfte Grenzwerte, geboten sein kann. Dabei kann der Technologieeinsatz neben der reinen Wertstoffrückgewinnung auch auf die Rückgewinnung von Prozessströmen oder eine Wasserwiederverwertung zielen.
Gold und Silber lieb ich sehr
Ein anschauliches Beispiel für die Rückgewinnung von Wertstoffen bei gleichzeitiger Wasserwiederverwertung gab die Antech-Gütling Wassertechnologie GmbH im Rahmen der 13. VDMA-Wasser- und Abwassertagung „Trends in der industriellen Wassertechnik“. Für ein Produktionswerk in Tschechien, in dem hauptsächlich Steckverbindungen und Kabelstränge für die Automobilindustrie hergestellt werden, bestand eine der wesentlichen Vorgaben des Kunden im Rahmen der kompletten Erweiterung der Abwasseranlage am Standort darin, die im Abwasser der Produktionsprozesse befindlichen Wertstoffe Gold und Silber zu mehr als 99 % zurückzugewinnen. Mittels Verfahrenskombination von Verdunstung, Elektrolyse und Ionenaustausch konnte eine fast 100-prozentige Recyclingquote für die Edelmetalle Gold und Silber sowie über weitere Verfahren eine komplette Rückführung des behandelten Abwassers in den Produktionsbetrieb erreicht werden.
Womit schon ein weiterer Trend in der industriellen Wassertechnik adressiert wird, das Bemühen um ein weitgehendes Schließen von Wasserkreisläufen. Als teilweise gestellte Anforderung – insbesondere bei internationalen Projekten in der Wassertechnik in Gebieten mit geringer Wasserverfügbarkeit oder extrem eingeschränkten Möglichkeiten der Abwasserentsorgung – kann eine 100-prozentige Wiederverwendung des behandelten Abwassers durch die Implementierung eines sogenannten Zero Liquid Discharge (ZLD) stehen.
Unabhängigkeit vom Wasserverbrauch
Eine auf Energie- und Wertstoffrückgewinnung sowie auf Kreislaufschließung ausgerichtete Entwicklung von innovativen und effizienten Produkten und Technologien durch deutsche Hersteller von Wasser- und Abwassertechnik sollen schlussendlich helfen, die Steigerung der industriellen Produktion vom Wasser- und Energieverbrauch abzukoppeln. So ausgerichtet, haben sich die deutschen Maschinen- und Anlagenbauer ihre Weltmarktstellung aufgrund ihrer langjährigen Lösungskompetenz erarbeitet. Ob mechanische, physikalische, chemische oder biologische Behandlung von Trink-, Prozess- und Abwässern – die Lösungen sind stets exakt auf den Bedarf des Kunden ausgerichtet und basieren auf der intelligenten Kombination fortschrittlicher Verfahrenstechniken mit modernen Prozessleitsystemen.
Rückgewinnung von Wertstoffen
Die erwähnten Ziele von Re-Use und Recycling von Wasser und Inhaltsstoffen sowie die Verringerung des Energiebedarfs für das Wassermanagement sind auf den kommunalen Wassersektor übertragbar. Aktuell ist insbesondere der Rückgewinnung des „Lebensbausteins“ Phosphor viel diskutiert, da die natürlichen Ressourcen dieses Elements endlich sind und zunehmend schwinden. Abwasser enthält ebenso wie Gülle oder Bioabfall diesen lebenswichtigen Rohstoff, sodass diverse Verfahrensentwicklungen darauf abzielen, Phosphor aus Abwasser zurückzugewinnen und erneut als Dünger einzusetzen.
Und es gibt viele weitere spannende Themen im Wassersektor, von denen nur beispielhaft eine zusätzliche Reinigungsstufe in Kläranlagen (4. Reinigungsstufe), die sogenannte energieautarke Kläranlage oder die Meerwasserentsalzung in Regionen mit schwindenden oder grundsätzlich in zu geringen Mengen vorhandenen Süßwasserreserven genannt werden sollen. Begleitet werden die notwendige Anpassung bzw. Weiterentwicklung von Produkten und Technologien der Wasser- und Abwassertechnik vom zunehmenden Einsatz von Automatisierungslösungen, von Modellierung und Simulation sowie von Methoden zu Lebenszyklusbetrachtungen (Life-Cycle-Assessment bzw. LCA, Life-Cycle-Costing bzw. LCC).
Ausgewählte Fördermaßnahmen
Es erscheint wesentlich, zu erwähnen, dass die hier nur schlagschlichtartig herausgehobenen Themen und Schwerpunkte sich auch in aktuellen nationalen Fördermaßnahmen des Bundesministeriums für Bildung und Forschung BMBF (Förderschwerpunkt „Nachhaltiges Wassermanagement [NaWaM]“) spiegeln.
Mit der Maßnahme „Zukunftsfähige Technologien und Konzepte zur Erhöhung der Wasserverfügbarkeit durch Wasserwiederverwendung und Entsalzung (WavE)“ wird konzentriert auf die Themenfelder
  • Wasserwiederverwendung durch Nutzung von behandeltem kommunalem Abwasser,
  • Kreislaufführung von industriell genutztem Wasser und
  • Aufbereitung von salzhaltigem Grund- und Oberflächenwasser
das Ziel verfolgt, innovative Technologien, Betriebskonzepte und Managementstrategien für eine nachhaltige Erhöhung der Wasserverfügbarkeit und ein zukunftsfähiges Wassermanagement zu entwickeln.
Die Fördermaßnahme „Intelligente und multifunktionelle Infrastruktursysteme für eine zukunftsfähige Wasserversorgung und Abwasserentsorgung (INIS)“ zielt auf die Entwicklung innovativer Siedlungs- und Infrastrukturkonzepte, Technologien für zukunftsfähige Infrastruktursysteme und neuartiger Managementinstrumente, um innovative und umsetzbare Lösungen für die Anpassung der Wasserversorgung und Abwasserentsorgung an veränderliche Bedingungen zu entwickeln. Übergeordnete Leitfragen sind dabei der ressourcenoptimierte Betrieb, die Erhöhung der Anpassungsfähigkeit und die längere bzw. flexiblere Nutzung der Infrastrukturen.
Bei den Potenzialen zur Senkung des Energieverbrauchs bzw. zur Effizienzsteigerung sowie der Möglichkeit einer Eigenenergieversorgung setzt die Fördermaßnahme „Zukunftsfähige Technologien und Konzepte für eine energieeffiziente und ressourcenschonende Wasserwirtschaft (ERWAS)“ an. Es werden Möglichkeiten erforscht, wasserwirtschaftliche Anlagen hinsichtlich ihrer Energiebilanz und des damit verbundenen Ressourceneinsatzes zu optimieren. Weiterhin wird untersucht, wie wasserwirtschaftliche Anlagen intelligent in die Wasser- und Energieinfrastruktur der Zukunft eingebunden werden können.
Branchentreff IFAT 2016
Die IFAT 2016 als Branchentreff der Wasser- und Abwassertechnik wird zeigen, dass bei steigendem Bedarf an Komponenten und Systemen zur Wasseraufbereitung sowie zur Abwasser- und Schlammbehandlung, der u. a. durch expandierende Megacitys und den Ausbau von Industriestandorten in aller Welt entsteht, deutsche Unternehmen mit ihren innovativen Konzepten auch künftig gefragte Partner sind. Auf ihrer Informationsplattform www.waterwastewatertechnology.info ebenso wie im 2015 neu aufgelegten Lieferverzeichnis „Deutsche Verfahrenstechnik“ präsentieren sich Mitgliedsunternehmen der VDMA-Fachabteilung Wasser- und Abwassertechnik im Fachverband Verfahrenstechnische Maschinen und Apparate mit einem ausführlichen Lieferverzeichnis bezüglich der angebotenen Anlagen, Ausrüstungen und Dienstleistungen.

Peter Gebhart
Fachabteilung Wasser- und Abwassertechnik,VDMA
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