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3 | 2015

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Special

Special Wasserkreisläufe/Pumpen Oberflächen mit Zink-Nickel-Legierungen stellen derzeit mit die besten verfügbaren Rostschutz- Beschichtungen auf Stahl dar. In den Bereichen der Automobilindustrie, aber auch im Bergbau oder bei Windkraftanlagen verdrängen sie nach und nach die klassischen Verfahren wie alkalisches Verzinken. Die verwendeten Elektrolyte enthalten hohe Konzentrationen an Komplexbildnern, die ein Behandeln des Prozesswassers in einem chemisch-physikalischen System schwierig machen. Eine Alternative zu kombinierten Fällungsund Oxidationsverfahren stellt die Verdampfertechnologie dar, die Schwermetalle und Komplexbildner zuverlässig abscheidet. Damit wird die Aufbereitung der Spülwässer vereinfacht. Vacudest M 2.100 Spülwässer sicher und zuverlässig aufbereiten Peter Demarez D as aufbereitete Wasser kann in einigen Produktionsschritten wiederverwendet werden. Damit wird die Produktion abwasserfrei. Die Behandlung von Zink-Nickel-Spülwässern mit klassischer Abwassertechnik ist mit hohem Chemikalien- und Betreuungsaufwand verbunden. Die enthaltenen komplex gebundenen Metalle sind nur schwer aus dem Prozesswasser entfernbar. Schlichtes Ausfällen der Metalle mit Hilfe von Sulfiden bietet oft keine zufriedenstellenden Ergebnisse, da die dabei frei werdenden Komplexbildner an anderer Stelle in der Abwassertechnik wieder Metalle mobilisieren. Zusätzlich zu den Komplexbildnern sind, je nach installiertem Anolytsystem, Cyanide als Abbauprodukte der Prozess-Chemie im Abwasser enthalten. Beide können zwar oxidativ vor der Fällung und Flockung zerstört werden, doch macht dieser Verfahrensschritt die Behandlungstechnik aufwendiger und anfälliger gegenüber Betriebsstörungen. Moderne Behandlung: Vakuumdestillation Die Investitionskosten für ein chemisch-physikalisches Behandlungssystem sind relativ niedrig. Betriebskosten für Chemikalien oder Betreuungsaufwand, insbesondere bei schwankenden Wasserzusammensetzungen, sind dagegen hoch. Zudem kommen vielfach Behördenauflagen für die Überwachung der gesetzlichen Einleitgrenzwerte. Alternativ zur chemisch-physikalischen Behandlung kann das Prozesswasser auch auf thermischem Weg aufbereitet werden. Vakuumdestillation macht sich das Prinzip der Trennung nach Siedepunkts-Unterschieden zu Nutze: Stoffe mit einem hohen Siedepunkt wie Öle, Fette oder Metallsalze werden beim Verdampfen von Wasser zurückgelassen. Ein Zink-Nickel-Spülwasser wird unter einem Prozessvakuum von gut 650 mbar bei etwa 86 °C verdampft. Der entstehende, salz- und schwermetallfreie Wasserdampf wird in einem sogenannten Brüdenverdichter auf Umgebungsdruck komprimiert und dabei auf rund 120 °C erhitzt. Dieser überhitzte Dampf wird dann verwendet, um weiteres Prozesswasser in der Anlage zu verdampfen. Im Vergleich zu einer atmosphärischen Verdampfung werden so mehr als 95 Prozent Energie eingespart, gegenüber Systemen mit zusätzlichem Kältekreislauf wird 60 Prozent weniger Energie benötigt. Das aufbereitete Wasser stellt eine Alternative zu entsalztem Stadtwasser zur Wiederverwendung im Prozess dar. Je nach Qualitätsansprüchen muss es mit geringem Aufwand (Ionentauscher zum sicheren Einhalten einer Leitfähigkeit < 10 μS/cm) nachbehandelt werden. Es kann alternativ auch in die öffentliche Kanalisation eingeleitet werden. Einleitgrenzwerte trotz Komplexbildner sicher einhalten Bedingt durch das physikalische Verfahren der Verdampfung punktet die Vakuumdestillation vor allem im Bereich der Betriebssicherheit: Schwermetalle und Salze werden zuverlässig abgeschieden – es besteht kein Risiko, dass bei der Verwendung eines falschen Flo- 22 UmweltMagazin März 2015

Gegenüberstellung des chemisch-physikalischen Verfahrens mit dem Vacudest Verfahren ckungsmittels oder bei nicht richtig eingestelltem pH-Wert giftige Schwermetalle in den Kanal gelangen und Grenzwerte überschritten werden. Wird dann auch noch mit dem Verdampfer eine Kreislaufführung realisiert, besteht kein Risiko mehr, festgesetzte Einleitwerte zu überschreiten. Betriebskosten: Chemie oder Energie? Egal ob chemisch-physikalisches Verfahren oder Vakuumdestillation – jedes System erzeugt Betriebskosten. Bei Destillationssystemen ist ein Hauptfaktor für die Betriebskosten der Energieverbrauch: Viele Anlagenbetreiber haben diese Technologie als energieaufwendig im Hinterkopf – für Anlagen der älteren Generationen zu Recht. Das moderne Vacudest-Verfahren kommt mit einem Energiebedarf zwischen 35 und 70 Wh je Liter aufbereitetem Prozesswasser aus. Praxisbeispiel: Comte Galvanotechnik Das im Jahr 1836 gegründete mittelständische Unternehmen Comte Galvanotechnik im norddeutschen Sulingen hat sich in den vergangenen Jahren zu einem namhaften Beschichter für Zulieferer und Systemlieferanten aus der Automobil- und Maschinenbauindustrie entwickelt. In der bestehenden Abwasserbehandlung können Prozesswässer aus dem Zink-Nickel-Bereich nicht behandelt werden, um die strengen Einleitgrenzwerte sicher zu stellen. Bei Comte Galvanotechnik verglich man daher verschiedene Möglichkeiten, dieses schwierige Wasser mit ausreichender Prozesssicherheit aufzubereiten. Im H2O-Labor wurde das Spülwasser analysiert und im Technikumsmaßstab verdampft. Die Ergebnisse in punkto Aufkonzentration, Medienverbrauch und Zuverlässigkeit überzeugten – und so wurde ein Vacudest M 1.050 System installiert. Bild und Grafik: H2O GmbH Peter Demarez, H2O GmbH, Steinen, info@h2o-de.com UmweltMagazin März 2015

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