Entwurf einer vollständigen Recycling-Lösung für das Abwasser der Textilindustrie
Die konkurrierende Nachfrage nach Frischwasser in mehreren Sektoren macht dieses zu einer zunehmend knappen Ressource. Um dem innerhalb der Industrie entgegenzuwirken, werden derzeit Maßnahmen zur Steigerung der Effizienz der Wassernutzung untersucht. Das EColoRO-Konzept, das im Rahmen des Projekts ECWRTI weiterentwickelt wurde, demonstrierte den Einsatz von Elektrokoagulation (EK) in Kombination mit Flotation, um Schadstoffe, Farbstoffe und Chemikalien aus Abwässern der Textilindustrie effizient zu entfernen. Auf diese Innovation folgen Ultrafiltrations- und nachgelagerte Umkehrosmose-Membranverfahren. Der Ansatz hat gezeigt, dass das EColoRO-Konzept Abwasser kostengünstiger aufbereiten könnte als durch die Verwendung von Frischwasser und die anschließende Einleitung des Abwassers. Das EColoRO-Konzept ECWRTI hat daran gearbeitet, ein neues technologisches Konzept auf den Markt zu bringen, das Wasser, Organometalle und Salzlake im Abwasser voneinander trennt, um sauberes Wasser zu erzeugen, das in der Textilindustrie vollständig wiederverwendet werden kann. Die Innovation basiert auf der Aufbereitung von Abwasser durch Elektrokoagulation, einer in der Galvanikindustrie bekannten Technologie, bei der Fe3+-Ionen infolge von elektrolytischen Reaktionen, hervorgerufen durch Gleichströme mit niedriger Spannung, aus einer Eisenquelle freigesetzt werden. Das Fe3+ koaguliert direkt mit den im Textilabwasser vorhandenen Verunreinigungen, wodurch runde Flocken entstehen, die durch Absetzen aus dem Wasser entfernt werden können. Nach der Koagulation und Flotation/Sedimentation wird das Wasser durch Membranverfahren geleitet und der entstehende Schlamm in einer herkömmlichen Kammerfilterpresse entwässert, wobei das extrahierte Wasser zur Wiederverwendung in die Frischwasserversorgung zurückgeführt wird. Eric van Sonsbeek, Mitinhaber des EColoRO-Unternehmens, führt weiter aus: „Die traditionelle Recyclingrate für Abwasser liegt bei etwa 70 %. Wenn es gelingt, die durch die Umkehrosmose herausgefilterte Salzlake mithilfe der ECWRTI-Technologie im kommerziellen Maßstab zu konzentrieren und zu kristallisieren, werden die Rückgewinnungsraten voraussichtlich bei über 95 % liegen.“ Einer der Hauptunterschiede des EColoRO-Konzepts im Vergleich zu herkömmlichen Technologien ist die Intensität des Verfahrens, bei dem kostspielige Technologien vermieden werden, die häufig in der Abwasserbehandlung zum Einsatz kommen, wie z. B. die erweiterte Oxidation – aufgrund der effektiven Entfärbung des Elektrokoagulationsverfahrens. Darüber hinaus ist die Dosierungsanforderung für die pH-Korrektur bei der Elektrokoagulation und der physikalischen/chemischen Behandlung niedriger als bei biologischen Behandlungen. Dies ist aufgrund der geringeren Empfindlichkeit dieser Verfahren gegenüber niedrigen und hohen pH-Werten möglich, da an dem Prozess keine Bakterien beteiligt sind. Van Sonsbeek fasst zusammen: „Im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren ist das EColoRO-Konzept das flexibelste, am besten skalierbare modulare System, das derzeit auf dem Markt erhältlich ist, und zudem bringt es nur einen geringen CO2-Fußabdruck mit sich. Außerdem eignet es sich auch für Retrofit-, Brownfield- oder Greenfield-Anwendungen.“ Auf dem Weg zu einer gesunden, nachhaltigen und wettbewerbsfähigen Industrie Die langfristige Verfügbarkeit von bezahlbarem, sauberem Wasser ist eine der wichtigsten Prioritäten der Europäischen Union. So befasst sich beispielsweise die Rahmenrichtlinie 2000/60/EG insbesondere mit der Vermeidung und Verringerung der Verschmutzung zum Schutz der Umwelt und der aquatischen Ökosysteme. Dieses Vorgehen unterstützt auch die nachhaltige Nutzung von Wasser und reduziert gleichzeitig die Auswirkungen von Überschwemmungen oder Dürren. Dr. Ir. Andreas ten Cate, Director International Business Development am Institute for Sustainable Process Technology fügt hinzu: „Um neue Lösungen, Dienstleistungen und Technologien ausfindig zu machen, kommt der Innovation für eine nachhaltige Wassernutzung in Gesellschaft und Industrie erhebliche Aufmerksamkeit von Seiten der EU zu, wie die Aktivitäten der Europäischen Innovationspartnerschaft (EIP) für Wasser belegen. EColoRO bietet neue Wasserbewirtschaftungs- und -verteilungsansätze für Industrieparks und Fabriken an; und da noch keine vergleichbaren Lösungen in dieser Größenordnung verfügbar sind, ist dieses Angebot bislang einzigartig auf dem Markt.“ Durch die Arbeiten an der Technologie im Pilotmaßstab gelang es dem Projektteam die endgültigen Entwurfsparameter für einen Demonstrator zu bestimmen.
Schlüsselbegriffe
ECWRTI, Recycling, Abwasser, Schadstoffe, Frischwasser, Textilien, Farbstoffe, Chemikalien, Ultrafiltration, Umkehrosmose