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9 | 2014

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SPECIAL

SPECIAL Wasserkreisläufe/Pumpen Wasser –eine unserer kostbarsten Ressourcen. Es ist nicht nur überlebenswichtig für uns Menschen, sondern wird auch infast allen industriellen Prozessen gebraucht. Weltweit nehmen die natürlichen Wasserressourcen aber immer weiter ab. Bevölkerungswachstum und Industrialisierung verstärken diese Tendenz zusätzlich. Die Aufbereitung von Wasser wird daher immer wichtiger. Ein zukunftsweisendes Verfahren ist die Ultrafiltration. Das platzsparende Verfahren soll eine gleichbleibend hohe Wasserqualität garantieren. Bild: inge GmbH Wasseraufbereitungmit Ultrafiltrationstechnologie Daniela Drössler Auch wenn inunseren Breitengraden die natürlichen Wasserressourcen noch ausreichend zur Verfügung stehen, wird das Wasser, das wir verbrauchen,industriell oderauch im Haushalt, mehr oder weniger stark verunreinigt. Wasserfiltration ist daher ein Segment inder Umwelttechnologie, das immer mehr an Bedeutung gewinnt. Eine schonende Aufbereitung natürlicher Wasservorkommen beziehungsweise die effektive Wiederverwertung von verunreinigtem Wasser kann über verschiedene Technologienerfolgen.Ultrafiltration ist dabei eine zukunftsweisende Lösung, die sich imLaufe der vergangenen 10 bis 15Jahre immer mehr etabliert hat. Die wabenartige Anordnung der Kapillaren inder Kunststoffmembran macht die Multibore Filtermembranfaser sostabil und mechanisch belastbar. Faserbrüche sind damit nahezu ausgeschlossen. Kombination verschiedener Verfahren Für eine zielgerichtete und effiziente Wasseraufbereitung werden im RegelfallverschiedeneVerfahrenund Techniken kombiniert eingesetzt. Die Kombination ist abhängig von Zielsetzung und Verwendungszweck des gereinigten Wassers, wie etwa Trinkwasser oder Prozesswasser für Kraftwerke, und dem Verschmutzungsgrad des Rohwassers wie zum Beispiel Abwasser. Imjeweiligen Mix aus physikalischen, chemischen und mechanischen Aufbereitungsverfahren kann die Ultrafiltration eine zentrale Rolle spielen. Früher galt die Sandfiltration als das gängige Verfahren in der Wasseraufbereitung. Wie beim natürlichen Wasserkreislauf, bei dem das Wasser durch Gesteins- und Sandschichtenfließt, ließ man das Wasser durch Sandbecken sickern, um es zu reinigen. Wasdamals als eine Revolution in modernen Städten galt, ist heute noch in vielen Kommunen zu finden. Wirklich revolutionäre Technologie sieht inzwischenaber anders aus: Ultrafiltrationmit nanoskaligen Membranen. Beim In-to-Out-Verfahren wird das zu reinigende Wasser mitwenig Druck–etwa0,5 bar–von innen nach außen durch sehr feinporige Kunststoffmembranen gepresst. Die Membranfaserngibtesals Ein-Faser-Kapillarmembranen (Singlebore Membranen),die allerdingssehrdünn und empfindlichsind und daher auchleichtbrechen können. Anders dagegendie Multibore Membran, eine Entwicklung der im bayerischen Greifenberg ansässigen inge GmbH,einerhundertprozentigen Tochtergesellschaftder BASF.Bei dieser werden sieben Kapillaren in einerwiderstandsfähigen Stützstruktur aus Kunststoff zueiner dickeren und somit sehr robusten Membranfaser zusammengefasst. Die Anordnung ist der Struktur vonBienenwaben nachempfunden und bietet große Stabilität. Bis zu 2000 dieser Fasern werden in röhrenartigen Kunststoffmodulenverbaut undmittels Epoxidharz verklebt. Zumehreren Modulen in Reihe in Racks verbaut, werden diese Ultrafiltrationsmodule dann in Wasseraufbereitungsanlagen integriert. Lediglich 20Nanometer groß, das ist 3000 Mal kleiner als der Durchmesser einesmenschlichenHaares,sind die Poren der Filtrationsschicht im Inneren der Kapillaren. Nur Wasser kann durch diese Porenfließen –Trübstoffe, Keime, Bakterien und sogar Viren werden zuverlässig im Innerender Filterfasernzurückgehalten undzwarunabhängig von der Qualität des Zulaufwassers. Das gereinigte Wassersammelt sichander Außenfläche der Membranfasern. Mit der Zeit vermehren sich Rückstände in den Kapillaren, die die Durchlässigkeit ver- 26 UmweltMagazin September 2014

ingern können. Daher wird das Filtersystem indefinierten Abständenmittels Rückspülungen (Backwash)gereinigt, bei denen inder umgekehrten Richtung das zuvorgereinigte Wasser vonaußen durchdie Fasernnachinnengepresstwird. Hartnäckige Verschmutzungen werden in größeren Abständen durch chemisch unterstützte Spülungen, etwa mitNatronlauge, Säure oder Hypochlorit, beseitigt. Gleichbleibende Qualität Bei der Ultrafiltration handelt essich umeine platzsparende Lösung und eine Barrieren gegen Partikel und Mikroorganismen. Ganz gleich,wie verschmutztdas Wasser ist, das es zu säuberngilt, das gefilterteWasser hat, anders alsbei derSandfiltration, immer eine gleichbleibend hohe Qualität und Reinheit. Um denunterschiedlichenAnforderungen derWasseraufbereitung gerecht zu werden,gibtesverschiedene Größen der Multibore Membranen,die abhängigvon derQualität und Feststoffkonzentration des zugeführten Wassers zum Einsatz kommen. DieuniverselleMembran mit0,9 mm Kapillardurchmesser,findet bei unterschiedlichsten Rohwasserbeschaffenheiten Verwendung.Für denEinsatzbei sehr hohenFeststoffkonzentrationen, wie sie beispielsweise inRückspülwässern für konventionelle Filteroderbei zweistufigen UF-Systemen vorherrschen,ist dieMembran mit1,5 mm Kapillardurchmesser besser geeignet. Ultrafiltration in der Praxis Die Ultrafiltration ist inzwischen eine anerkannte und bewährte Technologie für die Wasseraufbereitung, auch oder gerade für die Trinkwasseraufbereitung, bei der besonders hohe Maßstäbe an die Wasserqualität gestellt werden. Sohaben sich beispielsweise auch die Stadtwerke Trier entschlossen, diese Technologie zu nutzen um das Wasserwerk Irschumeine Ultrafiltrationsstufezuerweitern.Aus demOberflächenwasser derRiveristalsperrewirddortTrinkwasser für dieHaushalte in derRegion gewonnen. In der Wasseraufbereitungsanlage der Stadtwerkewerdentäglichmaximal biszu38400 m 3 Trinkwasser aufbereitet. DieAnlage, eine dergrößten und modernsten in ganz Deutschland,wurde im Frühjahr fertiggestellt und im Maioffiziell eingeweiht. Jetzt werden bis zu 160000 Menschen mit durchUltrafiltration gereinigtemWasser ausder Riveristalsperre versorgt.ImAbwasserbereichistder Flughafen Peking/Chinaein Paradebeispiel für den Einsatz von Ultrafiltrationstechnologie. Jährlichstarten,landenoderübernachtendortrund 80 Millionen Flugreisende. Umden großen Bedarf anWasser für die gesamteLogistik zu decken, wirdunteranderem kommunalesAbwasser der Stadt Peking mithilfe von UF aufbereitet. Das gereinigte Wasser kommt danninToilettenspülungen am Flughafen und inden Hotels, für Reinigungsfahrzeuge, zur Straßenreinigung,inKühlanlagen oder zurBewässerungzum Einsatz. Weitere Einsatzgebiete der Ultrafiltration sind in der industriellenWasseraufbereitung zu finden.Der IndustrieparkHöchst in FrankfurtamMainnutzt beispielsweisedie Ultrafiltration als Teilstufe ineinem Prozess zur Gewinnung von vollentsalztem Wasser für Produktionszwecke und zur Dampferzeugung aus Oberflächenwasser desMains.Zielist es unteranderem,die jahreszeitlich bedingten, starken Schwankungen der Wasserqualitätdes Mainsmit entsprechenden Trübungsgradenabzufangen, undeine immergleichbleibende Qualitätdes zugeführten Wassersfür dieEntsalzung zu liefern. VolleLeistungmit halber Energie! Der neue GEA Westfalia Separator waterMaster ist die starke Lösung zur Kostenminimierung. Für maximale Klärleistungen braucht er bis zu50% weniger Energie. Effizienter geht´s nicht! GEA Westfalia Separator Group GmbH Werner-Habig-Straße 1, 59302 Oelde, Deutschland Tel.: +49 2522 77-0, Fax: +49 2522 77-2950 ws.info@gea.com, www.gea.com Daniela Drössler, inge GmbH, Greifenberg, ddroessler@inge.ag UmweltMagazin September 2014 GEAMechanicalEquipment engineering forabetterworld ET-01-005

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