Projekt 06235/01

Versuche zur Reinigung von SpĂŒlwassern aus Silo-Speditionsfahrzeugen durch Optimierung einer Ultra- und Nanofiltrationsanlage sowie Retentatbehandlung mittels Aktivkohleeinsatz

ProjekttrÀger

Wilhelm GroteInternationale Spedition und Logistik GmbH
Robert-Bosch-Str. 11
41541 DormagenZielsetzung und Anlass des Vorhabens Die Spedition Grote betreibt eine SpĂŒlanlage fĂŒr ihre eigenen und fremde Silofahrzeuge. Gereinigt werden verschiedene chemische Produkte, Kunststoffe, GefahrgĂŒter (z. B. Bleioxide, PVC Stabilisatoren) und Mineralien. Die AbwĂ€sser wurden weitgehend unbehandelt in die öffentliche Kanalisation geleitet. Bei der Erteilung der Indirekteinleitergenehmigung machte der Kreis Neuss die Auflage, dass eine Wasseraufbereitungsanlage die AbwĂ€sser vorbehandeln soll. Grote entschied sich fĂŒr eine Filtrationsanlage der Firma Zeppelin. Das notwendige Know-how zum Betrieb der Anlage besaß die Spedition jedoch nicht. Deshalb entschloss sich das Unternehmen, dass Angebot des Instituts fĂŒr Verfahrenstechnik an der RWTH Aachen (Leitung damals Prof. Rautenbach) anzunehmen, die Einfahrphase der Anlage zu betreuen und OptimierungsvorschlĂ€ge zu unterbreiten. Die vorrangigen Ziele waren: - Erreichen eines zuverlĂ€ssigen Betriebes trotz unterschiedlicher Zusammensetzung des Abwassers; - Optimierung der Anlage, so dass das Abwasser wiederverwendet werden kann; - Beurteilung von Kosten und Nutzen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenBei dem Betrieb der Anlage wurde Neuland betreten, da eine vergleichbare Technik bislang noch nicht bei der Aufbereitung von SpĂŒlabwĂ€ssern von Silofahrzeugen eingesetzten worden war. Im Verlauf des Projektes stellte sich die Beherrschung der Technologie als so aufwendig heraus, dass IVT insgesamt vier Diplomarbeiten ĂŒber einen Versuchszeitraum von insgesamt 15 Monaten an der Anlage bei der Spedition Grote durchfĂŒhren ließ, um verfahrenstechnische Ursachen und Wirkungen zu ergrĂŒnden. Dieses galt besonders der eingesetzten Nanofiltration. Wesentliches Augenmerk wurde auf die Untersuchung der ZusammenhĂ€nge zwischen der Zusammensetzung des Abwassers, der Reinigungsleistung der An-lage und der StabilitĂ€t des Anlagenbetriebes gerichtet. Aus der Erkenntnis der ZusammenhĂ€nge wurden dann VorschlĂ€ge zur technischen Optimierung und zur Steigerung des kommerziellen Nutzens der Anlage gewonnen. Ergebnisse und Diskussion Schon bald nach Projektbeginn stellte sich heraus, dass die Zusammensetzung des Abwassers der kritische Faktor hinsichtlich eines stabilen Anlagenbetriebes und guter Reinwasserwerte ist. Vorher waren sich die Spedition und der Anlagenlieferant ĂŒber diesen Zusammenhang nur unzureichend bewusst. Erkannt wurde, dass es bestimmte SĂ€ttigungsgrade bei der Mischung von Karbonaten und KieselsĂ€uren gibt, die zu einem ĂŒberraschend plötzlichen Ausfall von Glas auf den MembranoberflĂ€chen fĂŒhrte. Grote transportiert und spĂŒlt Strontium- und Bariumkarbonat, darĂŒber hinaus Natrium(bi)karbonat, sowie KieselsĂ€uren (verschiedene Formen von Natrium-Magnesium-Aluminium-Silikaten). Die Silos werden grob trocken gereinigt, bevor sie mit Wasser (teilweise unter zu Hilfenahme von Reinigungsmitteln) ausgespĂŒlt werden. Dadurch werden diese Substanzen in das Abwasser getragen. Eine Steuerung dieser Abwasserströme ist aus operativen GrĂŒnden nicht möglich. Weiterhin ist eine Trennung der Ströme, z. B. in verschiedene Abwasserbecken, aus denen die Anlage gefĂŒttert wird, aus Raum- und KostengrĂŒnden nicht umsetzbar. In den Diskussionen mit den Beteiligten wurde von Grote festgelegt, dass die Anlage wechselnde Abwasserströme aufarbeiten können muss. Es wurden verschiedene SpĂŒlmittel fĂŒr die Membranen, unterschiedliche SpĂŒlzyklen und WasserdrĂŒcke, mit denen die Membranen beaufschlagt werden, ausprobiert. Die anvisierten 20 m3 maximale Aufbereitungsleistung wurden dabei nie erreicht. Ein forsches Fahren der Anlage fĂŒhrte zu plötzlichem Glasausfall auf den Membranen, ein zu vorsichtiges zu einer mangelhaften Leistung. Die erreichten Werte lagen zwischen 5 m3 pro Tag und 15 m3/d; der Abwasseranfall belĂ€uft sich im Mittel bei 15 m3 tĂ€glich. Eine weitere Schwierigkeit ergab sich aus unbekannten Stoffen, die eingeleitet wurden (FremdspĂŒler, die falsche Angaben zum zu reinigenden Produkt machten) und aus organischen Stoffen (vor allem Lebensmittel, wie Dextrose). Es gab mehrfach AnlagenausfĂ€lle, die nicht rekonstruiert werden konnten, und bei denen als Schlussfolgerung nur ĂŒbrig blieb, dass ein anderer als der angemeldete Stoff von einem FremdspĂŒler (Nicht-Grote Fahrzeug) eingeleitet wurde. Falschdeklarationen werden gemacht, um SpĂŒlkosten zu sparen, bzw. ĂŒberhaupt die Erlaubnis zum SpĂŒlen in der Anlage zu erhalten. Besonders bei organischen Produkten gab es das PhĂ€nomen der Rasenbildung auf den MembranoberflĂ€chen. Die anschließend notwendigen SpĂŒlungen reduzierten die Laufzeit der Anlage und belasteten die Membran erheblich. So lösten sich die Membranfolien von ihren TrĂ€gern; ein Austausch der defekten Membranen wurde notwendig. Als Lösung wurde das SpĂŒlen von Lebensmittel untersagt und strenge Kontrollen von FremdspĂŒlern angeordnet. Dadurch konnte die Problematik vermindert werden. Als weiterer Vorschlag wurde eine Aktivkohlestation zwischen Ultra- und Nanofiltration eingerichtet. Durch sie wurden organische Substanzen absorbiert und die Nanofiltration entlastet. Einen direkten kommerziellen Nutzen hat die Anlage nach den AusfĂŒhrungen der Spedition nicht; trotz eines bei den Reinigungen erhobenen Abwasserzuschlages erwirtschaftet sie nicht ihre Kosten. GrĂŒnde sind der hohe Energieeinsatz, die Kosten fĂŒr die Betreuung (1/3 Meisterstelle) und die extremen War-tungskosten (Membranaustausch). Öffentlichkeitsarbeit und PrĂ€sentation - PrĂ€sentation der Anlage fĂŒr Kunden (z. B. Bayer, Philips, AKZO) im Januar 1996; - Besuch einer chilenischen Delegation, die sich in der Bundesrepublik ĂŒber Abwassertechnik informierte; - Informationsbesuch der FH DĂŒsseldorf, die an einem vergleichbaren Projekt in der Tankwagenreinigung arbeitet; - Informationsbesuch des VKS (Verband der Kraftwagenspediteure), die Speditionen bei dem Thema Abwasseraufbereitung beraten; - Diverse Besuche der unteren Wasserbehörde des Kreises Neuss, die sich ĂŒber den Stand der Anlage und ihre Anwendbarkeit bei anderen Abwassereinleitern informierten. Fazit Im Ergebnis konnte die Anlage (Ultra- und Nanofiltration, Aktivekohle), wenn sie stabil lief, eine hervorragende Abwasserreinigung erzielen. So wurden Werte erreicht, die eine Direkteinleitung des Wasser ermöglicht hĂ€tte. Jedoch setzten die VerĂ€nderungen der Abwasserzusammensetzung der Freude schnell enge Grenzen. HĂ€ufiger Anlagenausfall wegen langer SpĂŒlphasen, die durch den Glasausfall, bzw. die Rasenbildung verursacht wurden, reduzierten den operativen und kommerziellen Nutzen. So wurde und wird die geplante Anlagenleistung nie ĂŒber mehr als zwei Tage erreicht. Erst die Reduzierung der Anlage um die Nanofiltration, die konsequente Vermeidung der Einleitung von organischen Stoffen, das hĂ€ufige Absaugen der Absetzbecken und die EinfĂŒgung eines Aktivkohleadsorbers schufen stabilere Einsatzbedingungen. Leider trennte sich Zeppelin in der Projektphase von der Sparte Abwassertechnik; eine Verbesserung der Anlagentechnik wurde dadurch unmöglich.Ohne die UnterstĂŒtzung der RWTH Aachen wĂ€re die Spedition Grote mit der EinfĂŒhrung dieser neuen Technik ĂŒberfordert gewesen. Erst die konsequente Arbeit der Studenten der RWTH Aachen brachte Klarheit ĂŒber die ZusammenhĂ€nge, die die Anlagenleistung wegbrechen lies. Ihre VorschlĂ€ge ermöglichten letztlich den Einsatz der Anlage.

Übersicht

Telefon

02133/7702-0

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Bundesland

Nordrhein-Westfalen

Fördersumme

73.288,58 €

Förderzeitraum

28.09.1995 - 16.04.2002