Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Eine bestehende Nanofiltration\/Umkehrosmoseanlage zur R\u00fcckgewinnung von Prozesswasser aus Abwasserteilstr\u00f6men der Textilf\u00e4rberei soll im Hinblick auf die vorhandene Wasserkreislauff\u00fchrung weiterentwickelt werden. Insbesondere feinpartikul\u00e4re Stoffe im Textilabwasser f\u00fchren zu St\u00f6rungen und zu einer Verringerung der Recyclingrate, die durchschnittlich 700 m3\/Woche bzw. 50% des gesamten Abwassers des Veredlungsbetriebes betr\u00e4gt. Durch Erg\u00e4nzung der Anlage durch eine der Nanofiltration vorgeschaltete Membranfiltration sollen die partikul\u00e4ren Stoffe aus dem Abwasser entfernt werden, so dass eine Steigerung der Filtratmenge erreicht wird. Durch eine Eindampfanlage soll dar\u00fcber hinaus das aus der Filtration erhaltene Retentat im Schlammgehalt aufkonzentriert werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenEiner Bestandsaufnahme zu den Teilstrommengen und den bisher ermittelten Abwasserparametern folgt eine Berechnung und Auslegung der Ultrafiltration mit Ber\u00fccksichtigung einer Verbesserung der Leistung der Nanofiltration. Zus\u00e4tzliche Versuche sollen die Richtigkeit des Vorhabens best\u00e4tigen. Das Konzept der Verdampferanlage f\u00fcr die Retentatmengen soll zu energetischen und wirtschaftlichen Aspekten gepr\u00fcft werden. Alle Teilstr\u00f6me der Veredlung aus der Vorbehandlung, F\u00e4rberei und Appretur werden einbezogen, um die M\u00f6glichkeiten und Grenzen einer weitestgehenden Wasserkreislauff\u00fchrung zu erkunden. Hierbei sollen die Abwasser- und Permeat-Parameter zur Bestimmung der Reinigungsleistung der um die Ultrafiltration erweiterten Anlage herangezogen werden, auch um eine weitgehend automatisierte Prozessf\u00fchrung sowie M\u00f6glichkeiten zum schnellen Eingreifen bei unvorhergesehenen St\u00f6rungen des Reinigungsablaufs zu untersuchen. Nach Installation der Ultrafiltrationsanlage beginnt der Langzeit-Probebetrieb, der Aussagen \u00fcber verschiedene Abwasserparameter und zur Qualit\u00e4t des Filtrates erbringen soll. Abschlie\u00dfend ist eine ausf\u00fchrliche Bewertung des Anlagenkonzeptes hinsichtlich der Umweltvorteile der Wasserkreislauff\u00fchrung, der noch verbleibenden Emissionen in die Umwelt (Restabwasser, Schlammentsorgung, Ger\u00fcche), des energetischen Ansatzes und der Wirtschaftlichkeit vorgesehen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Der bestehenden Abwasserreinigung aus Nanofiltration und Umkehrosmose wird eine Ultrafiltration vorgeschaltet. Diese dient zur Beseitigung der die Leistung der Nanofiltration beeintr\u00e4chtigenden feinpartikul\u00e4ren Stoffe. Gleichzeitig werden dem Abwasser auch gel\u00f6ste, polymere Stoffe entnommen, so dass die nachfolgenden Stufen der Nanofiltration und Umkehrosmose erheblich entlastet werden. Vor der Ultrafiltration ist ein Filter vorgeschaltet, um die gr\u00f6beren Partikel wie Faserstoffe zu entfernen.
\nDer Zusammenhang ergibt sich beispielhaft aus den Durchschnittsdaten aus drei ausgew\u00e4hlten typischen Betriebswochen f\u00fcr den Teilstrom KKV-F\u00e4rberei:
\nDurch den hinter dem Diskusstrainer (Vorsieb 75 \u00b5m) angeordneten Beutelfilter (Flusensieb 50 \u00b5m) erfolgt nur eine geringe CSB-Reduktion von 3,5%, ausgehend von 3.980 mg\/L. Die nachfolgende Ultrafiltration (100 kD) entnimmt dem Abwasser nahezu 34% der Abwasserfracht (als CSB), die Leitf\u00e4higkeit betr\u00e4gt 6,2-6,4 mS\/cm. Der dann folgende Beutelfilter (1 \u00b5m) hat nur noch eine Polizeifilterfunktion. \u00dcber die Nanofiltration (200 D) werden weitere 13% der Abwasserfracht zur\u00fcckgehalten (auf 1.960 mg\/L CSB), die Leitf\u00e4higkeit nimmt jedoch nur geringf\u00fcgig ab (6,0-6,2 mS\/cm), w\u00e4hrend die abschlie\u00dfende Umkehrosmose (50 D) noch einmal 46,5% der CSB-Fracht und die Hauptsalzmenge dem Abwasser entnimmt, so dass das Filtrat eine Restkonzentration 115 mg\/L CSB (3% der urspr\u00fcnglichen Abwasserfracht) und eine Leitf\u00e4higkeit von ca. 1,4 mS\/cm aufweist. Das Filtrat ist nach der Umkehrosmose farblos.
\nAlle Membranen sind Wickelelemente aus synthetischem Polymer.
\nDie Beutelfilter (Flusensieb) vor der Ultrafiltration m\u00fcssen einmal pro Batch gewechselt werden. Die vor der Nanofiltration angeordneten Polizeifilter, die fr\u00fcher 35-mal pro Woche ausgetauscht werden, sind nur noch im Rahmen gro\u00dfer Reinigungen zu wechseln. Die Umkehrosmose ist entlastet, die Filterkapazit\u00e4t kann reduziert werden.
\n\u00c4hnliches gilt f\u00fcr den Abwasserteilstrom, der die Abw\u00e4sser aus der Strangf\u00e4rberei erfasst. Allerdings ist dort die Belastung an Fasern und feinpartikul\u00e4ren Stoffen aufgrund der hohen mechanischen Belastung des textilen Gutes h\u00f6her. Auch gelangen gro\u00dfe Mengen nat\u00fcrlicher Faserbegleitstoffe in das Abwasser der F\u00e4rberei.
\nDie durchschnittliche Filtratleistung der Ultrafiltration betr\u00e4gt 5 L\/m2oh. Es werden 60% der maximalen Leistung erreicht, die Reinigung der Membranen nimmt 7% der zur Verf\u00fcgung stehenden Zeit in Anspruch, die nur zu 70% genutzt wird. Allerdings betr\u00e4gt die Standzeit der UF-Membranen nur max. sechs Monate.
\nDie erhoffte Steigerung der Wassermenge, die im Wasserkreislauf gef\u00fchrt wird, kann nicht erreicht werden, da beim Vermischen alter und neuer Abwasserteilstr\u00f6me nicht vorhersehbare Ausf\u00e4llungen und ein Verblocken der UF-Membranen resultieren. Das Abwasser aus der Vorbehandlung soll wegen der g\u00fcnstigen biologischen Abbaueigenschaften und der hohen Frachten weiterhin einer biologischen Abwasserreinigung zugef\u00fchrt werden. Ein geringer Anteil der Prozesse ben\u00f6tigt \u00fcberdies Frischwasser.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
1) B. van Clewe; Vortrag zum Colloquium Produktionsintegrierter Umweltschutz, Bremen (1997) B1, 1-12.
\n2) J. M. Marzinkowski, B. van Clewe; Melliand Textilberichte 79 (1998) 174-177
\n3) J. M. Marzinkowski; Vortrag zur 4. Intern. Sommerakademie St. Marienthal 1998, Deutsche Bundesstiftung Umwelt, Osnabr\u00fcck (1999) 191-217.
\n4) Regelm\u00e4\u00dfige F\u00fchrungen f\u00fcr Abwasserfachleute
\n5) Vortrag (CSM) und F\u00fchrung der ATV-Arbeitsgruppe 7.2.23 aus Anlass eines Workshops zur Teilstromproblematik (23. Arbeitsgruppensitzung) am 23.\/24. September 1999.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die Ultrafiltration f\u00fchrt als Vorstufe vor der Nanofiltration\/Umkehrosmose zu der gew\u00fcnschten Verbesserung durch Steigerung der Filtratmenge auf ca. 800 m3\/Woche. Jedoch k\u00f6nnen die Abw\u00e4sser aus der Pigmentf\u00e4rberei wegen der Bildung nicht entfernbarer Bel\u00e4ge auf den UF-Membranen nicht f\u00fcr ein Recycling verwendet werden. Auch das Abwasser aus der Vorbehandlung scheidet aus Frachtgr\u00fcnden f\u00fcr eine Membranfiltration aus. So kann die gewonnene Kapazit\u00e4t insbesondere f\u00fcr eine Produktionssteigerung genutzt werden.
\nUnerwartete Schwierigkeiten traten durch feinpartikul\u00e4re Stoffe auf, die die Vorfiltration ungehindert passierten und sich im UF-Wickelmodul festsetzten. Das nur an den Ultrafiltrationsmembranen auftretende Biofouling f\u00fchrt dar\u00fcber hinaus zu nicht wirtschaftlichen, weil zu kurzen Standzeiten der Membranen. Weitere Untersuchungen sind hierzu erforderlich, die nicht nur die Reinigungskonzepte der Membranen betreffen, sondern auch andere, r\u00fccksp\u00fclbare Membrantypen (Rohrmodule) ber\u00fccksichtigen sollen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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