Industrial Green Tec Conference Hannover, Ressourcen schonen, Betriebskosten senken: Abwasser Recycling am Beispiel DuPont

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1 Industrial Green Tec Conference Hannover, Ressourcen schonen, Betriebskosten senken: Abwasser Recycling am Beispiel DuPont Referent: Dr. Klaus Hagen VWS / Berkefeld / Krüger Wabag Chr. Ritter v. Langheinrich Str Bayreuth Tel Fax Mobil: E Mail:

2 Veolia Water Solutions & Technologies Deutschland 2

3 Vom Familienunternehmen zum Global Player: Unternehmensentwicklung Veolia Water Solutions & Technologies in Deutschland 1892: Wilhelm Berkefeld gründet sein Unternehmen in Celle 1924: Gründung der Wabag in Breslau 1937: Walter Lorch gründet ELGA Ltd. Wilhelm Berkefeld 1975: Gründung RWO Marine Technology in Bremen 1999: ELGA LabWater als globaler Markenname bei Veolia 2004: Berkefeld, RWO und WABAG werden Teil der Veolia Gruppe 2006: ELGA Berkefeld, ELGA LabWater, Krüger WABAG und RWO wachsen unter dem Dach der Veolia Water Solutions & Technologies DACH zusammen und bilden eines der führenden Unternehmen in der Wasseraufbereitung 2008: Gründung der AQUANTIS GmbH in Ratingen 2009: Zusammenschluss der Krüger WABAG GmbH und Berkefeld GmbH zur VWS Deutschland GmbH 2012: Jubiläum 120 Jahre Marke Berkefeld 3

4 Flächendeckende Präsenz: VWS Deutschland Bremen: RWO Maritime Wasseraufbereitung Ratingen: Aquantis Industrielles Abwasser Membran Business Center Celle: Berkefeld Hauptsitz Deutschland Prozesswasser Getränkewasser Aquafab Fertigung Service Zentrale Wasser Labor Zwenkau: Berkefeld Kraftwerke Kommunen In den Regionen: 60 Service Techniker 40 Vertriebs Ingenieure Bayreuth: Krüger WABAG Kommunalkunden Service 4

5 Zahlen & Fakten 2012: VWS Deutschland VWS Deutschland GmbH insgesamt Jahresumsatz 65 Mio. Mitarbeiter 350 Das Unternehmen ist unter anderem nach ISO 9001 sowie SCC** zertifiziert und verfügt über ein Umweltmanagement gemäß ISO Einer der führenden Anbieter von Technologien zur Wasseraufbereitung in Deutschland 5

6 Stammsitz in Celle Infrastruktur: VWS DACH Fertigung in Celle: Größter Fertigungsstandort von VWS weltweit Fertigung von Serienprodukten Montage von Engineered Systems Labor zur umfassenden Untersuchung von Wasserproben 6

7 Unsere Kunden Gebäude und Schwimmbadtechnik Getränke und Nahrungsmittelindustrie Energieerzeugung Chemieindustrie Hilfsorganisationen Laboratorien Kommunen Schiffe / Offshore Plattformen 7

8 Inhaltsverzeichnis 1. Ausgangssituation 2. Konzeptidee 3. Recycling-Anlage 4. Teilergebnisse Pilotversuche 5. Ergebnisse Großanlage 6. Umwelteffekt 7. Einsparung 8. Zusammenfassung

9 1. Ausgangssituation m³/a Trinkwasser wurden von den Wasserwerken bezogen m³/a Abwasser aus DuPont`s vollbiologischer Werkskläranlage wurden in die Lippe eingeleitet

10 1. Ausgangssituation Schema biologische Werkskläranlage

11 2. Konzeptidee Es sollen 85 % des Abwassers wiederwerwendet werden durch ein Projekt: Abwasser-Recycling in einem chemischen Betrieb Eine ökonomische Lösung durch Kombination innovativer Verfahrenstechnologien

12 2. Konzeptidee Bezeichnung Qualität Herkunft/ Herstellung Verwendung Gesamtnutzung/ Mengenbedarf Wasserbezug/ Nachspeisung Vollentsalztes Wasser Höchste Qualität (Klasse A) aus Trinkwasser nach Ionenaustausch a) Lösungsmittel für Grundchemikalien b) Endproduktbehandlung c) Analytik m³/a m³/a Trinkwasser hohe Qualität (Klasse B) Wasserwerke der Gelsenwasser AG a) Küche/ Kantine b) Sanitäreinrichtungen c) Granulierprozess d) Herstellung von VE-Wasser (Klasse A) m³/a m²/a Enthärtetes Wasser gehobene Qualität (Klasse C) aus Brauchwasser nach Ionenaustausch a) Dampkesselbetrieb b) Endproduktbehandlung m³/a m³/a Brauchwasser niedrige Qualität (Klasse D) aus Trinkwasser nach Kreislaufführung und Aufbereitung a) Granulierprozess b) Reinigungsarbeiten m³/a m³/a Kühlturmzusatzwasser niedrigste Qualität (Klasse E) aus Brauchwasser mit Kreislaufführung und Aufbereitung Kühlung von Apperaten und Rückkühlung von Kälteanlagen m³/a m²/a Summe Klassen A - E m³/a m³/a Wassercharakteristik

13 3. Recycling Anlage Alternating Aerobic- Anoxicsludge process Gesamtbudget: 4,4 Mio Investitionskosten: 3,0 Mio mit Life-Förderung von: 0,9 Mio Betriebskosteneinsparung: 0,7 Mio Hyperfiltration nach dem Prinzip UmkehrOsmose Die Abwasser-Recycling- Anlage

14 3. Recycling Anlage Verbindung der Prozessstufen

15 3. Recycling Anlage Vorstellung des Anlagenkonzeptes Abwasserrecycling Du Pont Schema AAA

16 3. Recycling Anlage Anlagenaufbau

17 3. Recycling Anlage Entfernung von Wasserinhaltsstoffen durch Membranfiltration unterschiedlicher Trenngrößen Abgrenzung Membran

18 3. Recycling Anlage Ultrafiltrations-Modul Innenansicht

19 3. Recycling Anlage Zielstellung der einzelnen Straßen Zielsetzung AAA Bioaktiv Verfahren*) Weitergehende Eliminierung von Stickstoffverbindungen Phosphorverbindungen Kohlenstoffverbindungen Optimierung der bestehenden Anlage ohne Beckenvergrößerung *) Alternating Aerobic Anoxic activated sludge process

20 3. Recycling Anlage Zielsetzung Ultrafiltration - Abtrennung von Bakterien Parasiten Viren, partikulärem CSB Partikeln, Kolloiden etc. partikulärem Phosphat - Betrieb bei niedrigem Druckverlust - Sichere Abtrennung auch bei höherem Feststoffgehalt - kompakte Bauweise

21 3. Recycling Anlage Zielsetzung Aktivkohlefilter - Abtrennung von adsorbierbaren gelösten organischen Inhaltsstoffen - Reduzierung des Biofouling auf der UO durch DOC-Reduzierung - Arbeiten des Filters als biologischer Reaktor

22 3. Recycling Anlage Zielsetzung UV-Anlage - Desinfektion evtl. vorhandenere Keime - Ersatz der Chlorung/ Entchlorung vor UO - Reststofffreie Desinfektion

23 3. Recycling Anlage Zielsetzung Hyperfiltration/ Umkehrosmose Reduzierung des Gesamtsalzgehaltes und hier vor allem der Gesamthärte der gelösten Stickstoffverbindungen der gelösten, schwer adsorbierbaren Kohlenstoffverbindungen Vermeidung von Regenerierchemikalien kompakte Bauweise

24 3. Recycling Anlage Zielsetzung Ionenaustauscheranlage - Reduzierung der Resthärte - Optimierung Salzverbrauch bei Regeneration durch Gegenstromprinzip

25 3. Recycling Anlage Aufbau der Membranstufen + Reinigung Aufbau/ Betrieb Ultrafiltration - Aufteilung der Ablaufmenge KA auf 4 Straßen - PES-Module mit 0,01 µm Porenweite - 4 Module (à 20 m² Membranfläche) im Druckrohr - Dead-End-Betrieb - Reinigung mit Permeat, teilweise unter Zugabe von H2O2 oder NaOH - Chemische Reinigung mit Chlorbleichlauge nach 4 Wochen

26 3. Recycling Anlage Membransystem (UF): Polyethersulfon Pore size 0.01 µm Entfernung von Bakterien Hyperfiltration (UO): Wickelmodultechnik Polyamid Reduzierung von Salzen (Wasserhärte)

27 4. Ergebnisse Pilotversuche Parameter Einheit Zulauf Ablauf Zielwerte Abbau CSB mg/l 47 2 `- 95% TOC mg/l % Phosphor mg/l 1,55 0,01 0,1 99% Stickstoff mg/l 38 4 < 10 89% Eisen mg/l 0,14 0,01 0,5-0,1 93% Gesamthärte dh 11 0,02 0,03 dh 99% Leitfähigkeit µs/cm % SAK 254 m `- 86% Trübung FNU 12 n.n. `- `- Keimzahl (20 C) KBE/ml < % Reinigungsziele und effekt Pilotversuche

28 4. Ergebnisse Pilotversuche Ergebnisse der Pilotversuche Im Zuge der Pilotversuche wurden nicht nur das Gesamtergebnis des Verfahrens betrachtet sondern auch die Reinigungsleistung der einzelnen Verfahrensstufen mit dem Ziel einer Optimierung der Systeme im Hinblick auf: - deren Notwendigkeit zur Erreichung der Zielwerte - Optimierung der Anlagenbemessung - Minimierung der Betriebsmittelverbräuche.

29 4. Ergebnisse Pilotversuche Reinigungsleistung Gesamtanlage UF/ UO Pilotversuche

30 5. Ergebnisse Großanlage Parameter Einheit Zulauf Permeat UO Pilotversuche Permeat UO Großanlage Leitfähigkeit µs/cm < 10 Gesamthärte dh 9,9 < 0,02 < 0,05 Phosphor mg/l < 1,0 < 0,1 < 0,1 Stickstoff mg/l < 50 2,9 3,7 TOC mg/l 25 < 2,0 < 1,5 Koloniezahl 1/ml, 20 C > Koloniezahl 1/ml, 30 C >

31 6. Umwelteffekt

32 6. Umwelteffekt Parameter vorher nachher Umwelteffekt Trinkwasserbezug m³/a m³/a m³/a - 61 % Abwasservolumen m²/a m³/a m³/a - 82 % Chem. Sauerstoffbedarf 35,2 t/a 30 t/a - 5,2 t/a - 15% Stickstoff 23,6 t/a 9,4 t/a - 14,2 t/a - 60 % Phosphor 0,9 t/a 0,3 t/a - 0,6 t/a - 67 % Lösliche Salze 390,2 t/a 280 t/a - 110,2 t/a - 28 % Aktivkohle zur Aufbereitung --- 1,3 t/a + 0,5 t/a + n.n. Umwelteffekt Ergebnis aus 2002

33 7. Einsparung Jährliche Einsparung durch Abwasserrecycling: ca

34 8. Zusammenfassung - mehr als 13 Jahre stabiler Betrieb - deutliche Entlastung der Umwelt - ca /a Einsparung

35 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Referent: Dr. Klaus Hagen VWS / Berkefeld / Krüger Wabag Chr. Ritter v. Langheinrich Str Bayreuth Tel Fax Mobil: E Mail:

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