Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Anlass des Vorhabens war die in allen Branchen der Keramikindustrie h\u00e4ufig beanstandete Unzul\u00e4nglichkeit der Steuerung bestehender Flockungsanlagen zur Reinigung von Prozessw\u00e4ssern mit Tr\u00fcbungs- oder Dichtemessger\u00e4ten, die zwar die gesetzlich geforderte Feststoffmenge im gereinigten Wasser gew\u00e4hrleisten, jedoch nicht das Flockungsmitteloptimum darstellen. Die Folge sind \u00dcberflockungsereignisse, die die Wasserqualit\u00e4t beeintr\u00e4chtigen, obwohl die rechtlich vorgegebenen Grenzwerte beim Einleiten des Wassers eingehalten werden. \u00dcberfl\u00fcssige Flockungsmittel f\u00fchren bei Kreislauff\u00fchrung des Prozesswassers zudem zu nicht akzeptablen Prozessunsicherheiten, sodass die Wiederverwendungsraten nicht \u00fcber die rechtlich vorgegebenen Rahmen hinaus erfolgen. Die Messung der Oberfl\u00e4chenladung der Partikel im Prozesswasser ist zur Vermeidung solcher \u00dcberflockung als sehr gut geeignete Alternative zur Tr\u00fcbungsmessung bereits nachgewiesen worden. Im Vorhaben sollte dieses Messverfahren auf der Grundlage bestehender Messsysteme der Firma M\u00fctek f\u00fcr die keramikspezifischen Prozessw\u00e4sser erprobt und die Online-F\u00e4higkeit gepr\u00fcft werden, um durch eine erh\u00f6hte Wiederverwendungsrate und geringere Verschmutzung des eingeleiteten Wassers die Umwelt zu entlasten.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenNach einer umfassenden Bestandsaufnahme bei den beteiligten Keramikproduzenten erfolgten erste Ladungsmessungen im Vergleich zur Tr\u00fcbungs- oder Dichtemessung im Labor, um die bestehenden Steuerungssysteme und die M\u00f6glichkeiten der vorhandenen Messger\u00e4te zu beurteilen. Im n\u00e4chsten Schritt wurde die Flockungsoptimierung durch Ladungsmessung ebenfalls vorab im Labor erprobt und bewertet. Erforderlichenfalls sollte die Anpassung der vorhandenen Ger\u00e4te an die keramikspezifischen Anforderungen erfolgen, wobei einer der Schwerpunkte die Verbesserung der Verschlei\u00dfeigenschaften im Streaming-Current-Messger\u00e4t sein sollte. Recyclingversuche zur Kreislauff\u00fchrung in optimal geflocktem Wasser einschlie\u00dflich der Erfassung und Beurteilung relevanter Prozesseigenschaften, sowie die Ermittlung der geeignetsten Pr\u00fcfparameter im geflockten Wasser zur Gew\u00e4hrleistung der Prozesssicherheit sollten zun\u00e4chst im Labor-, und sp\u00e4ter auch im Betriebsma\u00dfstab erfolgen. Nach erfolgreicher Durchf\u00fchrung dieser Arbeiten sollte in einem weiteren Schritt der Online-Einsatz der Ladungsmesstechnik vor Ort erprobt werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Vorhaben wurden f\u00fcr jeden Projektpartner zun\u00e4chst grundlegende Ladungsmessungen an den Prozessw\u00e4ssern, reproduzierbaren Standard-W\u00e4ssern und den jeweiligen Flockungs- und F\u00e4llmitteln durchgef\u00fchrt. Basis f\u00fcr alle Folgeversuche war zun\u00e4chst die Erfassung der pH-Abh\u00e4ngigkeit der Ladung. Anschlie\u00dfend erfolgten jeweils Labor-Flockungsversuche am Standard-Wasser aufgrund der Ladungsmessungen, die die reproduzierbare Beurteilung der Flockungsqualit\u00e4t erm\u00f6glichte. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen brachten bereits wichtige und bis dahin f\u00fcr die Projektpartner noch nicht bekannte Aussagen zur \u00fcber die komplexen Zusammenh\u00e4nge und Wechselwirkungen der Eigenschaften und Inhaltsstoffe in den verschiedenen Flockungssystemen. Diese werden zuk\u00fcnftig in diesen Unternehmen bereits eine Verbesserung der Prozesssicherheit bei Wasserreinigung oder prozessintegrierter Flockung, sowie bei anschlie\u00dfender Wiederverwendung des Recyclingwassers ergeben. F\u00fcr Interbau konnten umfangreiche Versuche bisherige Beobachtungen bei der Flockung best\u00e4tigen bzw. widerlegen. F\u00fcr Keramag erfolgten ebenfalls grundlegende Labor-Flockungsversuche auf der Grundlage von Ladungsmessungen. Das Verschlei\u00dfproblem des dort bereits eingesetzten Online-Messger\u00e4tes, das wie die M\u00fctek-Ger\u00e4te auf dem Prinzip des Str\u00f6mungspotenzials arbeitet und dessen Kolben ebenfalls aus Teflon besteht, konnte durch M\u00fctek im Vorhaben aufgrund technologischer Erfordernisse nicht mittels Ger\u00e4teoptimierung gel\u00f6st werden. Als L\u00f6sung k\u00e4me eine effiziente Online-Absiebung der groben Partikel, die vorwiegend zum Verschlei\u00df f\u00fchren, jedoch einen nur geringen Beitrag zur gesamten Oberfl\u00e4chenladung leisten, infrage. Beim Dachziegelhersteller Koramic erwies sich das Prozesswasser als zu grobk\u00f6rnig, und die Feststoffkonzentration als zu hoch, um eine problemlose Ladungsmessung zu erm\u00f6glichen. Eine Entfernung grobk\u00f6rniger Bestandteile \u00fcber Zentrifuge wird als nicht wirtschaftlich erachtet. Da die Flockung hier nicht ausschlie\u00dflich \u00fcber Ladungsausgleich erfolgt, sondern teilweise \u00fcber mechanische Ausflockung der Partikel mit dem anionischen F\u00e4llmittel, ist die Effizienz einer Ladungsmessung zudem zu bezweifeln. F\u00fcr Fa. Rath wurden neben umfangreichen Aussagen zur Wirkungsweise der einzelnen Rohstoffe und deren Zusammenspiel im Prozess auch gute Hinweise zur Versatzoptimierung erarbeitet. Hier wurde die erhebliche zus\u00e4tzliche Aussagekraft von Ladungsmessungen zur Kontrolle, Steuerung und Optimierung des Prozesses best\u00e4tigt. F\u00fcr Interbau wurde die Online-Ladungsmessung \u00fcber mehrere Monate im Betrieb erprobt. Diese verlief v\u00f6llig problemlos und bietet aufschlussreiche Zusatzinformationen \u00fcber den jeweils aktuellen Zustand des Prozesswassers. Die Flockung wird beherrschbarer, Unter- und \u00dcberflockung besser vorhersehbar, die Prozesssicherheit bei Wasserreinigung und bei keramischem Wasserrecycling verbessert und damit Flockungsmittel und Personalaufwand gespart. F\u00fcr noch nicht abwasserfreie Unternehmen kann die Recyclingquote so erh\u00f6ht und der Wasserverbrauch deutlich verringert werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
–\tVortrag beim 14. Keramiktag der BAM (Bundesanstalt f\u00fcr Materialwissenschaften) mit der DKG
\n (Deutsche Keramische Gesellschaft), bereits gehalten am 09.05.2008 in Berlin
\n–\tVortrag bei der Sitzung des Fachausschusses Rohstoffe der DKG im Herbst 2008 (Datum noch
\n nicht bekannt).<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Mit der Ladungsmessung und Beobachtung der Flockungsqualit\u00e4t k\u00f6nnen komplexe Ereignisse in der betrieblichen Wasserreinigung interpretiert werden. Bei schlechter Flockungsqualit\u00e4t kann die Korrektur durch Anpassung der Dosiermenge unmittelbar und sehr genau erfolgen. Die automatische Online-Messung und Steuerung der Dosiermenge verlief bei Interbau v\u00f6llig problemlos. Durch Flockungsmitteldosierung mit Hilfe der Ladungsmessung konnten in der Versuchsphase bereits etwa 30 % des Flockungsmittelverbrauchs eingespart werden. Nach weiterer Optimierung der Steuerung ist eine Absenkung dieses Verbrauchs auf insgesamt 50 bis 70 % m\u00f6glich. Eine Etablierung des Verfahrens in keramischen Prozessw\u00e4ssern ist nach den bisherigen Ergebnissen praktikabel und aussichtsreich.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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