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2014 | Buch

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Abwasserrecycling und Regenwassernutzung

Wertstoff- und Energierückgewinnung in der betrieblichen Wasserwirtschaft

verfasst von: Rolf Stiefel

Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden

Enthalten in: Springer Professional "Wirtschaft+Technik" , Springer Professional "Technik" , Springer Professional "Wirtschaft"

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Über dieses Buch

Darstellung der sich verschärfenden Anforderung hinsichtlich Wassergewinnung, höhere Anforderung bei der Abwassereinleitung sowie der Preisdruck bei Energie- und Rohstoffen. Lösungsmöglichkeiten für Industriebetriebe durch wassersparende Produktion, Abwasserrecycling, Rohstoffrückgewinnung, Regenwassernutzung und energieeinsparung.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

1. Wasser im Kreislauf

Zusammenfassung

Langfristig unsichere Wasserversorgungsquellen, vor allem in Gebieten außerhalb Mitteleuropas, sowie steigende Anforderungen an die Abwasserbehandlung rücken das Abwasserrecycling von Prozesswässern in den Fokus des Produktions-integrierten Umweltschutzes (kurz PIUS). Mit integrierter Rückgewinnung von Wertstoffen und Energie sowie der Nutzung von Regenwasser als Quelle für Frischwasser zur Deckung von Wasserverlusten (z. B. Verdunstung, Ausschleppung etc.) bietet das Abwasserrecycling für weite Teile der industriellen Produktion eine zukunftssichere Alternative zur herkömmlichen End-of-pipe-Technik in der Abwasserwirtschaft.

Rolf Stiefel

2. Der Wasserkreislauf als Vorbild

Zusammenfassung

Wasser wird von Seiten der Industrie aus dem Wasserkreislauf entnommen, sei es durch Direktbezug über kommunale Wasserwerke oder Eigenförderung von Grundwasser oder Oberflächenwasser. Nach Gebrauch wird es entsprechend den jeweils gültigen gesetzlichen Auflagen behandelt und anschließend wieder dem Wasserkreislauf über Einleitung in eine kommunale Kläranlage (Indirekteinleiter) oder ein Fließgewässer (Direkteinleiter) direkt zugeführt. Die gesetzlichen Anforderungen an die Abwasserbehandlung haben sich in den letzten Jahrzehnten stets intervallartig verschärft. Ein Arbeitspapier des Fraunhofer Instituts für System- und Innovationsforschung mit dem Titel „Technische Trends der industriellen Wassernutzung“ (2008) lässt im Kapitel „Rechtliche Randbedingungen“ folgenden Sachverhalt erkennen.

Rolf Stiefel

3. Produktionsintegrierter Umweltschutz (PIUS)

Zusammenfassung

Der betriebliche Umweltschutz war über Jahrzehnte in vielen Branchen wesentlich bestimmt von der End-of-pipe-Technik. Gesetzliche Anforderungen an die Vermeidung bzw. Verringerung von Schadstoffemissionen und –immissionen in den Umweltbereichen Wasser, Luft und Abfall wurden in der betrieblichen Praxis weitgehend durch solche technischen Maßnahmen erfüllt, die den Produktionsprozessen nachgeschaltet waren. Nachgeschaltete Techniken zur Schadstoffvermeidung oder –verringerung führten oft zur Problemverlagerung bzw. zur Entstehung neuer Probleme. Durch eine gemeinsame Abwasserbehandlung ungetrennter Stoffströme können Abfälle entstehen, die sich einer Verwertung aus technischen oder wirtschaftlichen Gründen entziehen und als Sonderabfälle teuer entsorgt werden müssen. Punktuelle technische Maßnahmen zur Schadstoffverminderung lösen die Schadstoff-Problematik innerhalb eines Betriebes oft nur unzureichend.

Rolf Stiefel

4. Abwasserrecyclingtechniken

Zusammenfassung

Mehrfachnutzung von Prozesswässern hilft Betrieben, Frischwasser zu sparen und die Abwassermenge zu reduzieren. Beides sind Kostenfaktoren für deren Verringerung zahlreiche Möglichkeiten bestehen. Tab. 4.1 bietet eine Einteilung der unterschiedlichen Verwendungsarten von Prozesswässern, die bei der Minimierung des Abwasseranfalls eine Rolle spielen.

Rolf Stiefel

5. Beispiele für Kreislaufführung von Prozesswässern unterschiedlicher Branchen

Zusammenfassung

Im folgenden Kapitel werden Beispiele der Kreislaufführung von Prozesswässern aus diversen Branchen dargestellt. Sie sollen als Anregungen und zur Information dienen. Es wird gezeigt, welche Möglichkeiten das Abwasserrecycling in vielen Industriebereichen bietet. Die Beispiele wurden aus öffentlich zugänglichen Quellen, Fachveröffentlichungen und Firmenangaben. zusammengetragen. Sie beinhalten sehr unterschiedliche Branchen. Dies verdeutlich, wie weitgefächert heute die Idee des Abwasserrecycling gestreut ist. “Ziel moderner Produktionsstandorte ist es, den Stand der Technik durch „abwasserfreie Fabrikation“ zu erreichen. Darunter ist zu verstehen, dass alle Abwasserströme aus der Produktion wieder aufbereitet werden, und so ohne Qualitätsverlust ein Wiedereinsatz in der gleichen Produktion möglich ist. Also: Die geschlossene Kreislaufführung des Produktionswassers. “(Kassel, T. 2010). Zunächst wenden wir uns einigen Beispielen auf einem Förderprojekt aus Nordrhein-Westfalen. Die Projekte basieren auf einer großen Bandbreite in Bezug auf sehr unterschiedlicher Branchen, was die Akzeptanz sowohl des PIUS als auch speziell des Abwasserrecyclings unterstreicht. Viele Weitere aus fast allen Industriebranchen können in der „Beispiel-Datenbank“ unter www.efanrw.de eingesehen werden.

Rolf Stiefel

6. Stoffrückgewinnung aus Abwässern

Zusammenfassung

Eng verbunden mit der Kreislaufführung von Prozesswässern ist die Rückgewinnung von Abwasserinhaltsstoffen. Abbildung 6.1 verdeutlicht, dass die Kreislaufführung zusammen mit der Energiegewinnung und der Rückgewinnung von Stoffen als anlagenintegrierte Maßnahme eine Säule des Produktionsintegrierten Umweltschutzes (PIUS) darstellt.

Rolf Stiefel

7. Beispiele für Wertstoffgewinnung aus Abwässern

Zusammenfassung

Die Wertstoffgewinnung aus Industrieabwässern ist weit gefächert, sie tangiert fast alle Industriebranchen. Beispielhaft werden die Rückgewinnung vier sehr unterschiedliche Abwasserstoffe – Härtereisalze (Abb. 7.1), Nickel (Abb. 7.2), Latexähnliche Verbindungen (Abb. 7.3), Schwermetalle und Konzentrate aus der Farbmittelherstellung und Druckwalzreinigung (vgl. Anhang) – mit verschiedenen Verfahren vorgestellt. Sie beweisen uns, dass auch sehr komplexe Abwässer soweit technologisch aufbereitet werden können, dass die Abwasserinhaltsstoffe wieder dem Wirtschaftskreislauf zugeführt und das Abwasser als Prozesswasser wiederbenutzt werden kann.

Rolf Stiefel

8. Energierückgewinnung aus Industrieabwässern

Zusammenfassung

Eng verbunden mit der Rückgewinnung von Wertstoffen aus Abwässern ist die Energierückgewinnung daraus. Zwei wichtige Arten der Energieformen sind in vielen Industrieabwässern vorhanden, die eine ist die fühlbare Abwasserwärme und die andere besteht aus den organischen Abwasserinhaltsstoffe, die in Form von CSB- und BSB₅-Frachten mitgeführt werden (vgl. Abb. 8.1).

Rolf Stiefel

9. Wasserkreisläufe durch Regenwassernutzung schließen

Zusammenfassung

Vielfach stellt sich bei der Produktion ein Wasserverlust wegen unterschiedlicher Ursachen ein (z. B. Verdampfung, Wasseraustrag über das Produkt etc.). Um diesen Wasserverlust auszugleichen, muss Frischwasser dem Prozesswasser zudosiert werden. In der Regel ist dies Stadtwasser oder Wasser aus anderen Quellen (z. B. eigene Brunnen). Abhängig von den Anforderungen an die Qualität des Prozesswassers (z. B. VE-Wasser) wird auch Stadtwasser (Trinkwasser) einer betriebsinternen Aufbereitung (Enthärtung/Entsalzung) unterworfen. Der Bezug dieses Wassers ist mit Kosten verbunden. Regenwasser als kostenlose Quelle wurde über Jahrzehnte vernachlässigt.

Rolf Stiefel

10. Die Wasserwende in der betrieblichen Abwasserwirtschaft als Zukunftsperspektive

Zusammenfassung

Die betriebliche Abwasserwirtschaft war Jahrzehnte lang geprägt von der Abwasserentsorgung. Der Stand der Abwasserbehandlung entwickelt sich kontinuierlich. Sowohl der technische Fortschritt der Abwassertechnik als auch immer höher Anforderungen an die Abwasserbehandlung von gesetzlicher Seite haben mittlerweile zu einer Situation geführt, die die Frage gestattet: Wann ist es für einen Betrieb angebracht, von der Abwasserentsorgung zur Abwassernutzung überzugehen? Gemeint ist dabei eine Nutzung im Sinne einer Kreislaufführung des Mediums Prozesswasser mit simultaner Rückgewinnung von Wertstoffen und Energie aus dem Abwasser.

Rolf Stiefel

Backmatter

Titel: Abwasserrecycling und Regenwassernutzung
verfasst von: Rolf Stiefel
Verlag: Springer Fachmedien Wiesbaden
Electronic ISBN: 978-3-658-01040-9
Print ISBN: 978-3-658-01039-3
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-658-01040-9