Projekt 14359/01

Modellhafte Demonstration einer Umkehrosmoseanlage für die Wasserkreislaufführung in der Keramikindustrie zur Verwendung des gereinigten Waschwassers als Anmachwasser für die keramischen Massen

Projektdurchführung

P. J. Korzilius Söhne GmbH & Co.Wohn- und Architekturkeramik
Krugbäckerstr. 3
56424 Mogendorf

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das gereinigte keramische Waschwasser wurde bisher nach mehrmaligem Waschgebrauch in die Kanalisation zur Kläranlage abgeleitet.Ziel des Projektes war es, mittels einer Umkehrosmose-Anlage (UO) das Waschwasser soweit im CSB-Wert zu senken, dass eine Verwendung als Anmachwasser in der keramischen Masse problemlos möglich wurde. Dadurch würden jährlich rund 10.000 m³ Wasser eingespart und die im Abwasser enthaltenen Schwermetalle in den keramischen Fußbodenplatten gebunden.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden1. Nach der Installation der UO-Anlage mit Behältern, Pumpen und Rohrleitungen wurde zunächst der Ablauf mit Frischwasser bis zur Produktionssicherheit getestet.
2. Im Versuchsbetrieb wurden unter Prozessdatenüberwachung chargenmäßige Permeate für Testzwecke hergestellt.
3. Es folgte die kontinuierliche Permeat-Erzeugung mit der UO-Anlage, bis das Behältersystem gefüllt war und der Betrieb der Anlage einwandfrei funktionierte.
4. Im Spaltplatten-Bereich wurden rund 4 - 5 Masseversätze mit Permeat angemacht und in den Produktionsstufen: Presse, Trockner, Glasierlinie, Brennofen und Sortierung hinsichtlich Problemen und Ergebnissen verfolgt und ausgewertet.
5. Danach folgte eine Steigerung der Anzahl der Masseversätze bis zur vollen Produktion mit Permeat.
6. Anschließend wurden die Permeat-Versuche im Schnellbrand aufgenommen und wie im Spaltplatten-Bereich (Punkt 4 und 5) zur vollen Produktion mit Permeat geführt.
7. Während des gesamten Einfahrens der UO-Anlage wurden alle nötigen physikalischen Daten ermittelt und vor allem die Anreicherung des CSB-Wertes im Retentat sowie dessen Abbau bzw. Einpendeln auf höheres Niveau im Reinigungswasser verfolgt. Es war denkbar, dass verschiedene Schritte abgeändert oder mehrmals durchlaufen werden mussten, bis ein zufrieden stellendes Ergebnis erreicht war.
8. Zum Schluss erfolgte eine Analyse der Ergebnisse hinsichtlich Umweltverbesserung und Wirtschaftlichkeit der UO-Anlage.


Ergebnisse und Diskussion

Qualität des Permeates/ CSB-Reduzierung:
Beim einmaligen Durchlauf des Reinwassers mit einem CSB-Wert von 2.000 - 3.600 mg/l konnte der Wert von 20 - 200 mg/l erreicht werden. Eine Abhängigkeit der Eingangsgröße zur Ausgangsgröße war nicht erkennbar. Bis zum CSB-Wert von 350 mg/l zeigten sich in der Keramik keine Nachteile.
Funktion der UO-Anlage:
Zu Beginn wurden kleine Nachbesserungen durchgeführt. Danach funktionierte die UO-Anlage.Versorgung der Produktion:Hier gab es keine Probleme. Auch der wechselweise Betrieb mit Frischwasser oder Permeat verlief störungsfrei.
Aufkonzentrierung durch das Konzentrat:
Das Konzentrat lief zurück in das Schmutzwasser-Sammelsystem und durchlief entweder nur die normale Wasseraufbereitung, oder mit dem abgesetzten Schlamm auch noch die Filterpresse. Ein Aufschaukeln des CSB-Wertes im System und vor allem im Reinwasser konnte nicht festgestellt werden.
Kapazität der Anlage:
Zu Beginn des Betriebes erfüllte die Anlage die geforderten 4 m³/h. Somit hätte eine Reserve vorhanden sein können. Durch Verblockungen und Fouling setzte sich die Anlage jedoch zu und die benötigte Kapazität reichte später nicht mehr aus.
Regeneration der Anlage:
Die Regenerationsarbeiten mit den verschiedenen Mitteln ergaben keine Rückführung auf die benötigten 4 m³/h. Nur ein Auswechseln der Module brachte wieder die Ausgangskapazität. Auch die dann ausgewählten LF-Module brachten auf Dauer nicht die benötigte Kapazität.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Über die UO-Anlage wurden folgende Firmen informiert.
Fa: Engers Keramik, Neuwied-Engers
Fa. Bay Keramik, Ransbach-Baumbach
Fa. Interbau, Ransbach-Baumbach
Fa. Blink Keramik, Ransbach-Baumbach
Industrie- und Handelskammer Koblenz, Herr Liebeskind (Umweltexperte)
Herr Dr. Koenmann, LfW, MainzFGK, Höhr-Grenzhausen, Frau Knodt, Herr Dr. Diedel
Herr Dr. Probst, V&B
Die genannten Firmen sowie Damen und Herren nahmen an Besichtigungen und Informationen über die UO-Anlage teil.


Fazit

Die Umkehrosmoseanlage (UO) erwies sich bezüglich ihrer Reinigungsleistung als gut geeignet, den CSB-Gehalt des Wassers nach der Flockung soweit zu reduzieren, dass keinerlei negative Auswirkungen auf die keramischen Eigenschaften der Bodenfliesen durch die Verwendung des Permeates als Anmachwasser zu verzeichnen war. Das Wasser konnte in der Keramikproduktion der Firma Korzilius problemlos eingesetzt werden. Leider erwies sich die Standzeit der Membranen zur Abwasseraufbereitung und Permeaterzeugung als nicht lang genug. Dadurch konnte ein wirtschaftlicher Betrieb der UO-Anlage nicht erreicht werden. Die Bildung eines Biofilms auf den Mikrofiltrationsmodulen müsste durch Entwicklung geeigneter Spülverfahren und eventuell Einsatz alternativer Modulmaterialien ausgeschlossen werden können. Nach Ansicht der Firma Korzilius muss die weitere Entwicklung der Membranen in der Zukunft beobachtet werden, um bessere Materialien und Reinigungstechniken zu finden. Vor einer großtechnischen Umsetzung müsste schrittweise eine Optimierung der gesamten Anlagenkonzeption - angefangen von der Optimierung der Flockungssteuerung über gezielte Versuche zum Zusetzen der Module mit Siebdruckmedium und Flockungsmittel bis hin zur Entfernung des Biofilms mittels UV-Licht oder Zusatz von H2O2 vorgenommen werden.