Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die deutsche textilerzeugende Industrie produziert j\u00e4hrlich etwa 80 Mio. m3 F\u00e4rbereiabw\u00e4sser. Als Hauptverursacher einer hohen Farbigkeit des Sammelabwassers gelten reaktive Azofarbstoffe. Trotz ihrer hohen Wasserl\u00f6slichkeit und ihrer geringen Molek\u00fclgr\u00f6\u00dfe sowie der Erkenntnis das Azofarbstoffe einem aeroben Abbau widerstehen, ist es heute noch immer einschl\u00e4gige Praxis, diese Verbindungen durch konventionelle Techniken, wie z.B. das Belebtschlammverfahren sowie durch Zugabe von teuren Flockungs- und F\u00e4llungschemikalien im Abwasser zu verringern bzw. aus dem Abwasser als Feststoff abzuscheiden und diesen dann als Restm\u00fcll zu entsorgen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenUm Abw\u00e4sser der Textilveredelungsindustrie wieder in den Produktionsprozess zur\u00fcckzuf\u00fchren, entwickelte das Institut f\u00fcr Bioverfahrenstechnik der TU Braunschweig in den letzten Jahren ein Verfahren zum Wasserrecycling. Mit einem zweistufigen Anaerob-Aerob-Verfahren konnte in Grundlagenuntersuchungen exemplarisch der vollst\u00e4ndige biologische Abbau des Azofarbstoffs mit einer fakultativ anaeroben Mischkultur unter Zugabe von biologisch leicht abbaubaren Auxiliarsubstraten gezeigt werden. Da die externe Zugabe von teuren Auxiliarsubstraten f\u00fcr die technische Realisierung un\u00f6konomisch und nicht praktikabel ist, wurden Untersuchungen mit verf\u00fcgbaren betriebsinternen Auxiliarsubstraten zur Entf\u00e4rbung von praxisrelevanten F\u00e4rbereiabw\u00e4ssern durchgef\u00fchrt. Da das aufbereitete Recyclingwasser in allen Produktionsanlagen Einsatz finden soll, wurden die biologischen Stufen um eine chemisch-oxidative Prozessstufe mit Hilfe von Ozon oder der Kombination aus Ozon und Wasserstoffperoxid erweitert. Die chemische Oxidation wird dabei ausschlie\u00dflich zur Restentf\u00e4rbung des Recyclingwassers eingesetzt, weshalb der chemischen Oxidation eine Membranfiltration zur Feststoffabscheidung vorgeschaltet ist. Innerhalb der in den letzten Jahren durchgef\u00fchrten Untersuchungen wurden unterschiedliche Reaktionsf\u00fchrungsvarianten, u.a. mehrstufig durch Hintereinanderschaltung biologischer und chemischer Prozessstufen aber auch zeitlich hintereinandergeschaltet im Sinne eines Sequencing Batch Prozesses, eingehend untersucht, die wissenschaftlichen Grundlagen der Reaktionsf\u00fchrungsstrategien erarbeitet und die Praxistauglichkeit dieses Verfahrens unter Beweis gestellt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Der Teilveredelungsbetrieb veredelt vorwiegend Gewebe und Gestricke. Etwa 80% der Metrage wird mit Reaktivfarbstoffen auf Azofarbstoffbasis bedruckt oder gef\u00e4rbt. Insgesamt werden auf diese Weise j\u00e4hrlich ca. 12 Mio. Meter Web- und Strickware vorbehandelt, gef\u00e4rbt, bedruckt und ausger\u00fcstet. Dabei fallen etwa 1.300 – 1.500 m3 farbiges Abwasser pro Tag an. Im Vorfeld zur technischen Umsetzung wurde in einer Machbarkeitsstudie (AZ 15875\/1) ein Wasserrecyclingpotential von etwa 40% ermittelt. In der technischen Anlage werden nunmehr in zwei Behandlungsstr\u00e4ngen ein Abwasser- und ein Recycling-strom getrennt voneinander behandelt; im Strang f\u00fcr den Recyclingstrom werden t\u00e4glich ca. 865 m3\/d, das entspricht etwa 60% der gesamten Abwassermenge, behandelt, im Abwasserstrang werden ca. 575 m3\/d, etwa 40% des gesamten Abwasseraufkommens aufbereitet. In jedem Behandlungsstrang gelangt der Teilstrom zun\u00e4chst in eine Anaerobstufe, in der die Farbstoffe unter anaeroben Bedingungen reduk-tiv gespalten werden, so dass eine Entf\u00e4rbung erreicht wird. In einer nachfolgenden Behandlungsstufe werden die Spaltprodukte und weitere organische Abwasserinhaltsstoffe biologisch-aerob abgebaut. Die dabei produzierte \u00dcberschussbiomasse wird \u00fcber einen Parallelplattenabscheider abgeschieden und in die vorgeschaltete anaerobe Stufe r\u00fcckgef\u00fchrt. W\u00e4hrend der Abwasserstrom auf die Grenzwerte der Einleitegenehmigung aufgereinigt und an die kommunale Kl\u00e4ranlage abgeleitet wird, wird der Recyclingstrom f\u00fcr qualitativ hochwertige F\u00e4rbeprozesse einer chemischen Restentf\u00e4rbung unterzogen. Zu die-sem Zweck wird das Wasser zur Erzeugung eines bakterien- und schwebstofffreien Prozesswassers in einer der chemischen Stufe vorgeschalteten Belebungsstufe mit getauchten Hohlfasermodulen mikrofiltriert.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die grundlegenden biologischen und bioverfahrenstechnischen Arbeiten wurden von 1980 – 1992 in der Arbeitsgruppe von Prof. Dr.-Ing. Hempel an der Uni Paderborn erarbeitet. Ab 1995 wurden die Forschungsarbeiten innerhalb eines DBU-Projektes zum Wasserrecycling beispielhaft an hoch konzentrier-ten F\u00e4rbereiabw\u00e4ssern ausgeweitet. Das in diesem Forschungsprojekt ausgearbeitete biologische Anaerob-Aerob Verfahren wurde bzw. wird auf der Achema 1997, 2000 und 2003 in Frankfurt am Main sowie auf dem Colloquium Produktionsintegrierter Umweltschutz – Abw\u00e4sser der Textilindustrie in Bremen und dem 9. Kolloquium des Sonderforschungsbereichs Biologische Behandlung industrieller und gewerblicher Abw\u00e4sser an der TU Berlin vorgestellt. Die innerhalb des Demonstrationsprojektes erzielten Ergebnisse wurden im Oktober 2002 auf der 27. Sitzung der Arbeitsgruppe Abwassertechnische Vereinigung bei der Drews Meerane GmbH pr\u00e4sentiert. Im November 2002 wurden die am Projekt beteiligten Verantwortlichen, Prof. Dr.-Ing. Hempel, Priv.-Doz. Dr. Krull und Dipl.-Ing. D\u00f6pkens, mit dem 18. Technologietransferpreis der IHK Braunschweig ausgezeichnet.Im Rahmen der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten wurden bisher vier Patente erteilt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Durch diese innerbetriebliche Abwasserbehandlung ist der Ausbau bzw. die Erweiterung der erst im Jahre 1997 in Betrieb genommenen Verbandskl\u00e4ranlage nicht mehr notwendig. Die freiwerdenden Behandlungskapazit\u00e4ten k\u00f6nnen f\u00fcr weitere, noch nicht angeschlossene Gemeinden im Verbandsgebiet genutzt werden. Der Betrieb setzt durch seine produktionsintegrierte Behandlung von Abwasserteilstr\u00f6men die Schlie\u00dfung von Stoffkreisl\u00e4ufen um und spart dadurch Abwassergeb\u00fchren ein. Wirtschaftlich arbeitet die Anlage bereits ab einer Wasserr\u00fcckf\u00fchrungsquote von ca. 26% bei einem j\u00e4hrlichen Abwasseraufkommen von 331.200 m3. Bei dieser Quote wird der erh\u00f6hte Behandlungsaufwand durch Einsparung an Abwasserabgaben gerade kompensiert. Das hei\u00dft bei der derzeitig durchgef\u00fchrten Wasserr\u00fcckf\u00fchrungsquote von 60% rechnet sich die Wasserrecyclinganlage deutlich gegen\u00fcber den konventionellen End-of-pipe-Abwasserbehandlungsverfahren. Durch die innerbetriebliche Teilstrombehandlung und der partiellen Wasserr\u00fcckf\u00fchrung in den Veredlungsbetrieb kann weiterhin Frischwasser eingespart und dar\u00fcber hinaus die F\u00e4rbekapazit\u00e4t erh\u00f6ht werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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