Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Vor dem Hintergrund der steigenden Kosten f\u00fcr Brauch- und Abwasser und einer m\u00f6glichen Produktionserweiterung hat sich die Fa. R\u00f6kona in T\u00fcbingen zum Ziel gemacht, die Abwasserbelastung zu redu-zieren sowie Abwasserteilstr\u00f6me zu behandeln und in den Produktionsprozess zur\u00fcckzuf\u00fchren.
\nBei der Fa. R\u00f6kona fallen betr\u00e4chtliche Mengen an Abw\u00e4sser aus dem Waschprozess der Gewirkevorbehandlung und der F\u00e4rberei an. Diese Abwasserteilstr\u00f6me sind speziell durch ihre hohe CSB-Belastung von 1.000-3.000 mg\/l (Waschwasser) bzw. 1.000-1.700 mg\/l (F\u00e4rberei), ihre hohe Abwasser-menge von 10-12 m\u00b3\/Std. (Waschwasser) bzw. 15-17 m\u00b3\/Std. (F\u00e4rberei) und ihre hohe Temperatur von 50 bis 60 \u00b0C gekennzeichnet.
\nVoruntersuchungen zeigten, dass eine direkte Aufbereitung der Teilstr\u00f6me zur Prozesswasserr\u00fcckgewinnung mittels Membranfiltration jedoch aufgrund der vorhandenen Verunreinigungen wie z.B. Spinnpr\u00e4parationen nicht m\u00f6glich ist.
\nIm Rahmen des Verbundvorhabens wurde vom ITV Denkendorf und der Fa. Berghof ein innovatives Reinigungsverfahren auf biologischer und membrantechnischer Basis zur Prozesswasserr\u00fcckgewinnung beim Textilbetrieb eingesetzt und erprobt. Dabei sollte zur Behandlung von hei\u00dfen hochbelasteten Abwasserteilstr\u00f6men aus der Gewirkew\u00e4scherei und F\u00e4rberei neben einer verfahrenstechnisch optimierten anaeroben thermophilen Biologie erstmals aufgrund eines neu entwickelten Wasser-Bel\u00fcftungssystems eine energiearme Membranfiltration zur Wiedergewinnung zum Einsatz kommen. Das wesentliche Ziel des Reinigungsverfahrens zur Kreislauff\u00fchrung war die Wiedergewinnung von hei\u00dfem Brauchwasser (50-60\u00b0C) und dadurch die Reduktion der Kosten f\u00fcr Frischwasser, Heizenergie und Abwassergeb\u00fchren.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZur Erreichung der Projektziele wurde in Zusammenarbeit der Partner Fa. Berghof Filtrations- und Anlagentechnik, ITV Denkendorf, Fa. R\u00f6kona ein Verfahrenskonzept ausgew\u00e4hlt, welches sich in einem Vor-projekt (DBU Az. 23273) als das technisch effizientere und wirtschaftlichste f\u00fcr die Behandlung und den Wiedereinsatz von hei\u00dfen Abw\u00e4sser und\/oder Abwasserteilstr\u00f6me hatte. Behandelt wurden Waschw\u00e4sser aus der Gewirkevorbehandlung sowie aus Abw\u00e4sser aus der F\u00e4rberei, welche beide mit einer Tem-peratur von 50 bis 60\u00b0C anfielen. Das Behandlungskonzept beinhaltete eine Grobfiltration, eine anaerobe thermophile Biologie, eine nachgeschaltete Membranfiltration sowie Wiederverwendungsversuche mit den gereinigten Prozessw\u00e4sser.
\nDie Abw\u00e4sser aus der Gewirkevorbehandlung wurden im Anschluss an eine Grobfiltration einer thermophilen biologischen Anaerobstufe zugef\u00fchrt wurden und anschlie\u00dfend mittels einer neuartigen Low-Energy-Ultrafiltration so weit aufbereitet wurden, dass das gereinigte Wasser als Recyclingwasser zur Verf\u00fcgung stand. Die gewonnenen Recyclingw\u00e4sser wurden in anwendungstechnischen Untersuchungen bei der Fa. R\u00f6kona in Laborausf\u00e4rbeversuche sowie in Auswaschversuche in einer Praxiswaschmaschine eingesetzt. Die Konzentrate der Filtration gelangten zur\u00fcck in den Anaerobreaktor.
\nDie Abw\u00e4sser aus der F\u00e4rberei wurden direkt einer Nanofiltration zugef\u00fchrt. Die gereinigten Prozessw\u00e4sser wurden anschlie\u00dfend in Wiederverwendungsversuchen auf Ihre Eignung getestet. Dar\u00fcber hinaus wurden Versuche zur thermophilen anaeroben Abbaubarkeit der Konzentrate durchgef\u00fchrt.
\nDen Abschluss des Projektes bildete eine Kostenanalyse des eingesetzten Verfahrens.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes wurde zun\u00e4chst ein textiles Tr\u00e4germaterial zur Ansiedlung von Mikroorganismen im anaeroben Bioreaktor weiter optimiert, um dessen spezifische Oberfl\u00e4che zu vergr\u00f6\u00dfern. Durch den Einsatz des entwickelten Tr\u00e4gerverbundwerkstoffes auf Basis von Textilien und Braunkohlekoks konnte eine Verbesserung der TOC-Abbauraten erreicht werden. Im Durchschnitt lag der TOC-Abbaugrad f\u00fcr den Abwasserteilstrom aus der W\u00e4scherei bei 29 %. Das Hauptaugenmerk der Versuche lag jedoch nicht alleine auf dem vollst\u00e4ndigen Abbau der organischen Substanzen, sondern vielmehr auf deren Aufspaltung bei kurzen Verweilzeiten, um die anschlie\u00dfende Filtrierbarkeit mittels Ultrafiltration zu verbessern. Dieses Ziel konnte durch die anaerobe thermophile Vorbehandlung erreicht werden.
\nVersuche zur Aufbereitung der vorbehandelten Waschw\u00e4sser mittels einer entwickelten Low-Energy Ultrafiltration (UF) zeigten \u00fcber mehrere Monate hinsichtlich der Permeatleistung und -qualit\u00e4t sowie Zuverl\u00e4ssigkeit gute Ergebnisse. Der Permeatfluss lag zwar mit 36,5 l\/(m\u00b2\u00b7h) unterhalb der Leistung von Stan-dardanlagen, jedoch reduzierte sich der spezifische Energieverbrauch durch Reduzierung der Membran\u00fcberstr\u00f6mgeschwindigkeit um \u00fcber 90%.
\nNeben der Behandlung der Waschw\u00e4sser aus der Gewirkevorbehandlung lag ein weiterer Schwerpunkt der Untersuchungen in der Behandlung von Abwasserteilstr\u00f6men aus der F\u00e4rberei (S\u00e4ure-\/Dispersionsfarbstoffe). Nach einer Prozessanalyse konnte durch eine Nanofiltration (NF) eine weittestgehende Elimination der organischen Verunreinigungen und Farbigkeit erreicht werden.
\nDie Untersuchungen zur Behandlung der anfallenden NF-Konzentrate ergaben, dass eine effektive biologische Behandlung u. a. aufgrund der Dispersionsfarbstoffe sowie einer hohen Schwefelkonzentration durch den Einsatz von Ammoniumsulfat als pH-Puffer im S\u00e4uref\u00e4rbeprozess nicht m\u00f6glich ist. Eine chemische Behandlung der Konzentrate zeigte keine wirtschaftliche Alternative f\u00fcr dessen Entsorgung.
\nIm Anschluss an die Behandlungsversuche wurden die gereinigten Prozessw\u00e4sser sowie Betriebswasser in anwendungstechnischen Wiederverwendungsversuchen bei der Fa. R\u00f6kona auf ihre Eignung gepr\u00fcft. Laborausf\u00e4rbeversuche zeigten, dass lediglich die gereinigten Waschw\u00e4sser problemlos wieder eingesetzt werden k\u00f6nnen. Im Anschluss an die Laborf\u00e4rbeversuche wurden vergleichende Auswaschversuche mit einer Industriewaschmaschine durchgef\u00fchrt. Die Praxisversuche zeigten, dass die UF-Permeate der aufbereiteten Waschflotten problemlos hierf\u00fcr in der Produktion wieder eingesetzt werden k\u00f6nnen.
\nAuf Basis der Versuchsergebnisse wurde eine Kostenanalyse f\u00fcr den Aufbau und den Betrieb einer Be-handlungsanlage durchgef\u00fchrt. Unter Ber\u00fccksichtigung der Investitionskosten, Wartung-, Betriebs- und Personalkosten, ergaben sich folgende Behandlungskosten: 2,66 Euro\/m\u00b3 (Waschw\u00e4sser), 0,78 Euro\/m\u00b3 (F\u00e4rbereiabw\u00e4sser ohne Konzentratentsorgung). Dem sind die Einsparungen an Frischwasser durch die Wiederverwendung von Prozesswasser, Prim\u00e4renergie zur Betriebswassererw\u00e4rmung, Abwassergeb\u00fchren und Starkverschmutzerzulagen sowie eine Energiegewinn in Form von Biogas gegen\u00fcber zu stellen.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
–\tVortrag beim Forschungskuratorium Textil, Arbeitskreissitzung Umwelt, Eschborn, 27.02.2007.
\n–\tVortrag\/Ausstellung Fachmesse Techtextil India, Mumbai (Indien), 10.-12.10.2007.
\n–\tColloquium Produktionsintegrierte Wasser- und Abwassertechnik, Bremen, 22.-23.09.2008.
\n–\tAusstellung Fachmesse Aquatech, Amsterdam (NL), 30.09.-03.10.2008.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das mittel- und langfristige Ziel der Fa. R\u00f6kona auf dem Abwassersektor ist neben der Reduzierung der Abwasserbelastung vor allem im Hinblick auf eine m\u00f6gliche Produktionserweiterung die Wiederverwen-dung von Abwasserteilstr\u00f6men z. B. als Wasch- und Sp\u00fclwasser im Produktionsprozess. Hierf\u00fcr wurde im Rahmen des Projektes ein Verfahrenskonzept auf Basis einer anaeroben thermophilen Biologie und Membranfiltration entwickelt und erprobt.
\nDie Untersuchungen ergaben, dass das entwickelte Konzept f\u00fcr die Gewinnung von Recyclingwasser aus den anfallenden Waschw\u00e4sser aus der Gewirkevorbehandlung sowohl technisch als auch wirt-schaftlich sehr gut geeignet ist. Die membrantechnische Behandlung der bei der Fa. R\u00f6kona anfallenden F\u00e4rbereiabw\u00e4sser zeigte, dass die anfallende Konzentrate aufgrund der Dispersionsfarbstoffen und des hohen Schwefelgehaltes bedingt durch den S\u00e4uref\u00e4rbeprozesses biologisch nicht behandelt werden k\u00f6nnen. Sie m\u00fcssen folgerichtig evtl. nach einer Volumenreduzierung durch Eindampfung anderweitig entsorgt werden.
\nDer n\u00e4chste Schritt f\u00fcr die Implementierung des Verfahrenskonzeptes w\u00e4re zun\u00e4chst der Aufbau einer Demonstrationsanlage bei der Fa. R\u00f6kona in T\u00fcbingen zur Behandlung eines Teils der anfallenden Waschw\u00e4sser. Die Finanzierbarkeit einer solchen Demonstrationsanlage wird derzeit gepr\u00fcft.
\nDie technische Anwendung des entwickelten Verfahrens kann prinzipiell in allen Industriezweigen, in denen hei\u00dfe und hoch belastete Abw\u00e4sser und\/oder Abwasserteilstr\u00f6men anfallen, vorgenommen wer-den, da es sowohl eine technische aber auch wirtschaftliche M\u00f6glichkeit zur Wiedergewinnung von Pro-zessw\u00e4sser bietet. Als pr\u00e4destiniert erscheint dieses Konzept neben dem Einsatz in der Textilveredlungsindustrie beispielsweise f\u00fcr die Papierindustrie, Lebensmittelindustrie zur Behandlung von fetthalti-gen (emulgierte) Abw\u00e4sser oder aber auch Milchindustrie.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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