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Kosteneffizientes Abwassermanagement

Schnelles Verdampfungsverfahren für konzentrierte Abwasserströme
Kosteneffizientes Abwassermanagement

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So vielfältig der Einsatz von Wasser in der Chemie- und Pharmaproduktion ist, so anspruchsvoll ist auch die fachgerechte Entsorgung des in den Prozessen anfallenden teilweise hochbelasteten Abwassers. Um das Abwassermanagement wirtschaftlicher und umweltschonender zu gestalten, setzen immer mehr Hersteller auf lokale Lösungen. Veolia Water Technologies bietet mit seinen Evaled-Verdampfungssystemen eine ausgereifte Lösung für branchenspezifische Anforderungen.

Die Entsorgung hoch konzentrierter Abwasserströme ist für Chemie- und Pharmaproduzenten ein teures Unterfangen. Die Kosten belaufen sich häufig auf bis zu 100 Euro pro m³ entsorgten Abwassers. Deshalb sind die Unternehmen bemüht, das Volumen des anfallenden Abwassers zu reduzieren. Zudem muss die Belastung durch prozessbedingte Verunreinigungen gering gehalten werden, zumal bei Stoffen, die strengen Einleitgrenzen unterliegen. Diese Inhaltsstoffe müssen aus dem Abwasser entfernt werden, damit eine Einleitung überhaupt möglich wird. Die Kommunen erheben zusätzliche Gebühren in Form des Starkverschmutzerzuschlags bei Indirekteinleitung in das öffentliche Kanalisationssystem, wenn gewisse Grenzwerte (z. B. der chemische Sauerstoffbedarf) nicht eingehalten werden. Also muss das Abwasser in jedem Fall mindestens behandelt werden.

Abwassermenge reduzieren

Der Einsatz von Verdampfern kann eine hocheffektive Lösung für das Abwassermanagement in der Industrie sein. Die Methode nutzt und beschleunigt den natürlichen Verdampfungsprozess und erlaubt eine drastische Reduktion der zu entsorgenden Abwassermenge (bis zu 90 %). Das anfallende Destillat hat eine hohe Qualität und kann eingeleitet oder – noch besser – beispielsweise einer sekundären Prozesskette zugeführt werden. Im Konzentrat ist der Wasseranteil gering. Die Entsorgungskosten werden durch die Volumenreduktion erheblich gesenkt. In speziellen Anwendungsfällen lassen sich Stoffe zurückgewinnen und können, je nach Anwendungsbereich, wieder einer Verwendung zugeführt werden.

Die Trennung von Wasser und Abfallstoffen wird durch unterschiedliche Flüchtigkeiten der Verbindungen und Wasser möglich. Zudem erlaubt das Verfahren eine ausgezeichnete Trennung von Metallen und Ionen sowie Ölen und Tensiden. Abgesehen von Entschäumern ist die Zugabe von Chemikalien in der Regel nicht notwendig. Durch den niedrigen Chemikalienverbrauch schont das Verfahren Ressourcen. Im Vergleich zur Verbrennung hoch konzentrierter Abwasserströme ist die Entsorgung durch Verdampfung zudem umweltschonender. Eine verbesserte C02-Bilanz ist das Resultat.

Für Chemie und Pharma gemacht

Die Evaled-Verdampfer von Veolia Water Technologies sind mit Blick auf hohe Anforderungen in der Abwasserbehandlung u. a. in der Chemie- und Pharmaindustrie konzipiert. Die Kapazitäten der Verdampfer reichen von einigen Hundert Litern bis zu 250 t am Tag. Mehrere Anlagen können auch parallel oder in Serie betrieben werden. Die Anlagensteuerung erfolgt über eine SPS. Der Anlagenbetrieb ist hoch automatisiert. Über die Einbindung des Verdampfers in geeignete Lagersysteme erfolgt die Abwasserzufuhr sowie das Fördern des Destillats und Konzentrats durch vorhandene Aggregate automatisch. Die Verdampfer sind für einen Dauerbetrieb konzipiert. Durch die Einbindung des Systems in eine digitale Fernwartung ist es möglich, neben der Betriebsdatenerfassung, räumlich getrennt, den Betriebszustand des Systems darzustellen und gegebenenfalls zu optimieren. Gleichzeitig erzielt das System hohe Ausbeuten (bis zu zehnfache Konzentration) und hervorragende Abscheidewerte.

Ein besonderes technisches Merkmal des Evaled-Verfahrens ist die Schnelligkeit der Verdampfung. Das anfallende Destillat wird nicht langsam „gekocht“, sondern blitzartig verdampft. Die Technologie eignet sich besonders für Abwässer, die hohe Konzentrationen an Feststoffen mit sich führen, hochviskos sind oder dazu neigen, bei konventionellen Verdampferverfahren Ablagerungen zu bilden. Die Verdampfung erfolgt auch nicht im direkten Kontakt mit der Heizoberfläche. Evaled-Systeme basieren auf einer zirkulären Verdampfung. Dies verhindert eine Verkrustung, wie sie bei anderen Verfahren häufig vorkommt und im schlimmsten Fall zum Ausfall der Anlage führen kann.

Ein weiterer Vorteil ist, dass sich das anfallende Konzentrat im Anschluss erneut für den Prozess nutzen lässt. So können wichtige Bestandteile aufgefangen und wieder zugeführt werden. Die Wiederverwendung spart Kosten und schont den Einsatz von wichtigen Ressourcen. Im Falle eines Kunden aus der Klebstoff-Industrie ist es gelungen, das anfallende Konzentrat als Nebenprodukt weiterverkaufen zu können.

Individuell ausgelegt

Die Verdampfung erfolgt je nach Ausführung mit unterschiedlichen Verfahren. Dabei werden die Typen neben der zur Verfügung stehenden Primärenergie gemäß dem Anwendungsfall spezifisch ausgewählt. Verdampfer der Baureihe AC werden durch den Einsatz von Heiß- und Kaltwasser betrieben. Evaled-Verdampfer der Baureihe RV setzen einen mechanischen Brüdenverdichter ein. Die Baureihe PC arbeitet hingegen mit Strom unter Einsatz einer hocheffizienten Wärmepumpe.

Die Verdampferanlagen sind, je nach Art und Zusammensetzung des anfallenden Abwassers, in verschiedenen Legierungen ausführbar, beispielsweise in Edelstahl und Superduplex-Stählen. Bei besonders anspruchsvollen und korrosiven Abwässern sind die mediumberührten Komponenten der Anlagen mit einer Siliziumkarbid-Beschichtung verfügbar. Optionen wie ein Konzentratwärmetauscher tragen zudem zu einer verbesserten Energiebilanz bei. Die Senkung der Destillattemperatur kann zudem helfen, örtliche Indirekt-Einleitbestimmungen einzuhalten. Für spezielle Anwendungsfälle, in denen krustenbildende oder hochviskose Substanzen dem Prozess zugeführt werden, bietet Veolia außerdem Systeme mit rotierenden Schabsystemen an, die in der Verdampferkammer Verkrustungen verhindern. Das eignet sich insbesondere für Anwendungen zur Erzeugung von hohen Konzentrat-Endkonzentrationen.

Deshalb Dampf machen

Durch den Betrieb unter Vakuum wird die Betriebstemperatur erheblich reduziert. Mit der Einstellung des Vakuums kann die Betriebstemperatur in gewissen Grenzen eingestellt werden. So wird verhindert, dass leichtflüchtige Substanzen mit ins Destillat übergehen. Wenn andere Verfahren an ihre Grenzen stoßen, kann der Einsatz eines Vakuumverdampfers oftmals die einzige Möglichkeit sein, einzelne Stoffe gezielt abzuscheiden.

Die Verdampfung kleiner, hoch konzentrierter Abwasserströme gehört zu den effektivsten Methoden der Abwasseraufbereitung in der Chemie- und Pharmaindustrie. Gemäß Abwasserverordnung (AbwV) gilt ein Vermischungsverbot, sodass diese Ströme separat behandelt werden müssen. Die Installation und Inbetriebnahme der Verdampferanlagen erfolgt je nach Anlagengröße in der Regel binnen zwei Wochen nach Lieferung. Die Anlagen sind rahmenmontiert und werden ab Werk vorgefertigt und getestet ausgeliefert. Durch die Reduzierung der Entsorgungskosten und die Möglichkeit der Rückgewinnung wertiger Stoffe amortisieren sich die Anlagen oft in weniger als zwölf Monaten (ROI).

Mit Evaled sind erhebliche Einsparungen in verschiedenen Bereichen möglich. Die maßgeschneiderten Verdampfersysteme sind fast überall bei der Abwasseraufbereitung einsetzbar. Neben der Reduktion von Betriebskosten und Entsorgungskosten ermöglichen Einsparungen beim CO2-Ausstoß und die Wieder- oder Weiterverwertung des anfallenden Konzentrats mehr Effizienz beim ressourcenschonenden Abwassermanagement.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: cav0518veolia

Halle A3, Stand 151

Prozessdiagramm für die Evaled-Ausführung PC
Bild: Veolia
Prozessdiagramm für Verdampfer der RV-Baureihe
Bild: Veolia

Autor: Henning Keutgen

Vertriebsleiter,

Veolia Berkefeld

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