Die Vielfalt der unterschiedlichen Technologien und Anlagen, die am Markt verfügbar sind, macht die Auswahl schwierig. Die am häufigsten angewandten Verfahren für die Aufbereitung von industriellem Prozesswasser sind chemisch-physikalische Spaltanlagen, Membrananlagen und Vakuumdestillationssysteme wie das in Bild 1.
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.
Bild 2 zeigt, dass es aber auch einen großen Bereich gibt, in dem alle aufgeführten Verfahren anwendbar sind. In diesem Bereich empfiehlt es sich, die Verfahren sorgfältig gegeneinander abzuwägen.
Kriterien sind für die Verfahrenswahl
Zunächst gilt es die Rahmenbedingungen festzulegen. 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 Kosten. Neben den Investitionskosten gilt es aber auch die Betriebskosten zu betrachten (Bild 3). Was nützt ein niedriger Preis wenn hohe Betriebskosten diesen Vorteil schnell wieder auffressen.
Die Flexibilität des Verfahrens ist ebenso von großer Wichtigkeit. Wie reagiert die Aufbereitungssystem wenn der Verschmutzungsgrad des aufzubereitenden Wassers schwankt, oder sich sogar die Zusammensetzung innerhalb kurzer Zeit komplett ändert? Und was passiert wenn neue Prozess-chemikalien eingesetzt werden?
Letztendlich gilt es noch die Zuverlässigkeit zu betrachten. Wie aufwändig ist die Bedienung der Anlage? In wie weit kann sich der Bediener bei Störungen selbst helfen.
Abwasserfrei, ist das wirtschaftlich?
Viele Betriebe achten heute darauf nachhaltig zu wirtschaften und Ressourcen zu schonen. Selbstauferlegte, strenge Umweltstandards gehen oft über die behördlich geforderten Grenzwerte hinaus. Dazu gehört natürlich auch der schonende Umgang mit wertvollen Frischwasserressourcen.
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. In der Produktion wird dann aufbereitetes Stadtwasser verwendet, weil hier die Prozesskosten niedriger sind als die weitergehende Aufbereitung des bereits geklärten Abwassers.
Betrachtet man die Investitions- und Betriebskosten von Vakuumdestillationsanlagen im Bereich von 100 bis 30 000 m³/Jahr bei Schmutzfrachten kleiner 8 % zeigen sich auch die wirtschaftlichen Vorteile der Vakuumdestillationstechnologie. Zwar sind die Investitionskosten höher als bei anderen Verfahren, dafür sind aber die Betriebskosten unschlagbar 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, personalaufwändig und schwierig. Membrananlagen haben moderate Verbrauchswerte, jedoch sind die Mengen des zu entsorgenden Rückstands und damit die verbleibenden Entsorgungskosten hoch. Bild 4 zeigt einen Betriebskostenvergleich der drei Verfahren und verdeutlicht, dass die Vakuumdestillationstechnologie 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, morgen galvanischeProzesswässer in einem System aufzubereiten, die eigentlich für die Behandlung von verbrauchten Kühlschmierstoffemulsionen konzipiert war.
Clevere Wartungskonzepte und intelligente Prozessvisualisierungen verbessern die Systemverfügbarkeit und erleichtern die Bedienung. Insofern sind moderne Vakuumdestillationssysteme ebenso zuverlässig wie der spezialisierte Entsorgungsbetrieb, der die anfallenden Abwässer regelmäßig abholt.
H2O GmbH, Steinen
Autor: Jochen Freund
Leiter Vertrieb,
H2O
