Membranfiltrationsanlagen für die Prozesswasseraufbereitung

Prozesswasser ist Wasser, das in industriellen Prozessen eingesetzt wird. Meistens kann das Rohwasser (z.B. Trinkwasser, Brunnenwasser,…) nicht direkt verwendet werden, sondern muss behandelt werden. Ziel der Prozesswasseraufbereitung ist der Schutz von technischen Anlagen und Maschinen vor Schäden und Verschleiß (z.B. durch Korrosion oder Biofilmwachstum). Je nach Anwendung (z.B. Kühlwasser in offenen Kühltürmen) ist auch der Schutz der Gesundheit von Mitarbeitern und Öffentlichkeit ein Grund für die Aufbereitung des Prozesswassers.

Prozesswasser ist „reines Wasser“. In Abgrenzung dazu verwenden wir den Begriff „industrielle Prozessflüssigkeiten“. Dabei handelt es sich im Flüssigkeiten, die in der Regel auch wasserbasiert sind, jedoch chemisch so stark verändert sind, dass sie nicht mehr als Wasser im eigentlichen Sinne verstanden werden können. Typische Beispiele hierfür sind die Aufbereitung von Entfettungsbädern oder die Aufbereitung von Lauge.

Vorteile der Prozesswasseraufbereitung

Durch eine effektive und effiziente Prozesswasseraufbereitung können Industriebetriebe mehrere wirtschaftliche und ökologische Ziele gleichzeitig erreichen. Prozesswasser wird in der Regel in (sehr) großen Mengen ge- und verbraucht. Dadurch ergibt sich ein hohes Potential für Kosteneinsparung und Umweltschutz durch ressourceneffiziente Aufbereitungsprozesse.

  • Schutz von Maschinen und Anlagen vor Beschädigung und Verschleiß
  • Reduzierte Betriebs- und Wartungskosten
  • Stabiler Produktionsprozess ohne Unterbrechungen
  • Schutz der Gesundheit von Mitarbeitern und der Öffentlichkeit
  • Einsparung von Frischwasser
  • Einsparung von Energie und Chemie
  • Reduzierung von Abwasser

Technologien in der Prozesswasseraufbereitung

Abhängig von den Eigenschaften des Rohwassers und den Anforderungen an das Prozesswasser werden verschiedene Technologien und Verfahren einzeln oder in Kombination angewandt. In den meisten Fällen besteht ein Aufbereitungsprozess aber aus mindestens zwei der unten beschriebenen Verfahren.

Membranfiltration – MF, UF, NF und UO

Wie in allen Anwendungsgebieten ist auch in der Prozesswasseraufbereitung die Membranfiltration unsere Stärke. Die meisten Anlagen sind Membrananlagen zur Mikrofiltration mit keramischen Membranen. Diese können zur Erstbehandlung des Rohwassers zur Entfernung von Partikeln und Trübstoffen verwendet werden. Gleichzeitig entfernen Sie auch sicher Öl und Mikroorganismen (z.B. Bakterien, Algen, Legionellen) und eigenen sich somit zur Behandlung und Reinigung des Prozesswassers im Kreislauf.

  • Mikrofiltration (MF) zur Entfernung von Trübung, Bakterien und Öl
  • Ultrafiltration (UF) zur Entfernung von o.g. Verschmutzungen sowie zusätzlich Viren und Makromoleküle
  • Nanofiltration (NF) zur Entfernung gelöster Substanzen
  • Umkehrosmose (UO, englisch „RO“) zur Entsalzung und Erzeugung von VE-Wasser

Membrananlagen können einzeln oder in Kombination eingesetzt werden (z.B. Mikrofiltration als Vorbehandlung vor einer Umkehrosmose).

Dosierung von Bioziden und chemischen Additiven

Mit der (Membran-) Filtration werden unerwünschte Stoffe aus dem Wasser entfernt. Häufig werden danach chemische Stoffe kontrolliert zugegeben, um gewisse wasserchemisch gewünschte Eigenschaften des Prozesswassers herzustellen. Bei offenen Kühlwasserkreisläufen muss z.B. Biozid zudosiert werden, um die Keimzahl (z.B. Legionellen) niedrig zu halten.

  • Dosierung von Bioziden und Desinfektionsmitteln
  • Dosierung von Korrosionsinhibitoren
  • Dosierung von Additiven zur Härtestabilisierung
  • Anpassung des pH Werts

Ionenaustauscher

Mit Ionentauschern können selektiv bestimmte gelöste Substanzen aus dem Wasser entfernt werden oder nicht-selektiv alle positiv oder negativ geladenen Ionen. Oft werden Ionenaustauscher in der Prozesswasseraufbereitung mit Membrananlagen kombiniert. Ein Beispiel ist die Erzeugung von Reinstwasser, für die sich eine Kombination von Umkehrosmose und Vollentsalzung per Ionenaustauscher anbietet.

Automatische Absalzung

Bei vielen Prozesswasserkreisläufen gibt es gewollt oder ungewollt mit der Zeit eine Aufkonzentration der im Wasser gelösten Substanzen. Bei offenen Kühlkreisläufen ist diese „Aufsalzung“ am extremsten. Durch die Verdampfung von Wasser (Wasserdampf ist nahezu reines Wasser) erhöht sich die Konzentration von gelösten Stoffen (Salze, Metalle, Mineralien, organische Verbindungen) im verbleibenden Prozesswasserkreislauf. Würde diese Aufkonzentration zu stark, entwickelt das Prozesswasser wieder negative Eigenschaften. Durch eine automatische und kontinuierliche Leitfähigkeitsmessung kann der Salzgehalt im Prozesswasser überwacht werden. Bei Erreichen eines bestimmten Grenzwertes wird automatisch eine kontrollierte Menge als Abwasser ausgespeist. Das durch Verdunstung und Ausspeisung verlorene Wasser muss durch aufbereitetes Frischwasser ersetzt werden.

Prozesswasser Industriebetrieb
Kesselspeisewasser