Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Bei der Mikrofiltration von biologisch vorbehandeltem Abwasser aus der Textilveredlung sollten durch Erh\u00f6hung der Filtratleistung von bisher 25 bis 30 L\/m2h auf ca. 45 L\/m2h und Verringerung des Energieverbrauches die Kosten f\u00fcr die Aufbereitung des Abwassers f\u00fcr einen Wiedereinsatz als Brauchwasser bei verschiedenen Textilveredlungsprozessen von bisher 2,30 \u0080\/m3 (s. Az. 10890) auf weniger als 1,80 \u0080\/m3 gesenkt werden und somit die Wirtschaftlichkeit der Brauchwasserr\u00fcckgewinnung erreicht werden.
\nDie Entfernung biologischer Bel\u00e4ge von den Filtrationsmembranen sollte ohne Unterbrechung der Filtratgewinnung und ohne Verwendung von Bioziden oder anderen aggressiven Chemikalien erfolgen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie f\u00fcr Mikroorganismen teilweise toxischen Eigenschaften des Abwassers der Textilveredlung machen f\u00fcr die biologische Vorbehandlung des Wassers den Einsatz von Biomasse erforderlich, die auf festen Tr\u00e4germaterialien anhaftet. Zur Anwendung kommt die Katox-Anlage der Fa. Blanke (Tr\u00e4germaterial Kohlenstoff) und zum Vergleich eine Scheibentauchk\u00f6rperanlage (Tr\u00e4germaterial Schaumpolystyrolscheiben).
\nZur Reduzierung des Energieverbrauches der Mikrofiltrationsanlage wird w\u00e4hrend der Filtration auf eine hohe \u00dcberstr\u00f6mungsgeschwindigkeit verzichtet und die Filtration mit geringerem Energieaufwand dead-end betrieben. Gegen\u00fcber getauchten Membranen bietet die Filtrationspumpe gr\u00f6\u00dfere M\u00f6glichkeiten zur Einstellung geeigneter Transmembrandr\u00fccke. Die Einstellung der Verfahrensparameter (Dr\u00fccke) erfolgt nicht durch Schaffung von Str\u00f6mungshindernissen (Armaturen), sondern durch Frequenzsteuerung der Pumpe. Lediglich bei der periodischen R\u00fccksp\u00fclung der Membran wird kurzzeitig eine hohe Str\u00f6mungsgeschwindigkeit im Cross-Flow-Betrieb erzeugt.
\nDie Fa. Microdyn stellt spezielle Filtrationsmodule her, die eine Entnahme von Membranrohren zur mikrobiologischen Untersuchung der Membranbel\u00e4ge erm\u00f6glichen und l\u00e4sst die Bel\u00e4ge untersuchen, um geeignete Bedingungen zur Deaktivierung und Entfernung der Mikroorganismen zu ermitteln. Unter diesen Bedingungen wird bei Unterschreitung eines Toleranzwertes der Filtratleistung die Modulreinigung automatisch und nach M\u00f6glichkeit ohne Verwendung von Chemikalien durch thermische oder elektrostatische Einwirkung auf die Membranbel\u00e4ge durchgef\u00fchrt.
\nDas Filtrat wird analytisch und durch Einsatztests in verschiedenen Textilveredlungsprozessen auf seine Eignung gepr\u00fcft.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Der gro\u00dftechnischen \u00dcberf\u00fchrung eines kombinierten Verfahrens aus Hochleistungsbiologie (Scheibentauchk\u00f6rper) und Cross-Flow-Mikrofiltration zur Aufbereitung von Abwasser einer Textilf\u00e4rberei f\u00fcr den Wiedereinsatz des recycelten Wassers im F\u00e4rbeprozess stehen bisher die hohen Aufbereitungskosten, bedingt im Wesentlichen durch die Cross-Flow-Mikrofiltration gegen\u00fcber. Diese Kosten werden zu einem wesentlichen Teil durch biologische Bel\u00e4ge auf den Membranen verursacht, deren Aufbau und Leistungsminderung durch optimierte Verfahrensdurchf\u00fchrung bzw. Reinigungstechniken stark reduziert werden k\u00f6nnen. Im vorliegenden Vorhaben werden Strategien vorgestellt, die den Aufbau von biologischen Bel\u00e4gen auf den Membranen verhindern sollen. Sie bestehen zum einen in einer Optimierung des Prozessablaufes der Membranfiltration mit dem Ziel eines reduzierten Energieverbrauches. Dies gelingt durch Anwendung des Dead-End-Verfahrens f\u00fcr die eigentliche Mikrofiltration und durch eine Optimierung und Automatisierung der Reinigungsverfahren f\u00fcr die Module.
\nDie an eine spezielle Reinigungstechnik angepasste Mikrofiltration ist aus zwei Membranmodulen in angewinkelter Position aufgebaut, die \u00fcber ein Schnellwechselsystem austauschbar sind. Damit befand sich w\u00e4hrend der Erprobungsphase und im Hinblick auf eine sp\u00e4tere Praxishandhabung ein Modul im Dauerfiltrationsbetrieb, w\u00e4hrend das andere Modul speziellen externen Reinigungsprozeduren unterworfen werden konnte. Es wurde filtratseitig mit verschiedenen Reinigungsl\u00f6sungen in ruhender und langsam str\u00f6mender Weise eine Abl\u00f6sung der Biobel\u00e4ge untersucht. Die Module sind so konstruiert, dass einzelne Membrankapillaren zur Untersuchung von Biofouling entnommen werden konnten.
\nEs waren jedoch nicht nur biologische Bel\u00e4ge, die die Filtratleistung der Membranen nach einer Reinigung schnell minderten. Es zeigte sich, dass im Abwasser aus der Textilveredlung herr\u00fchrende Silikonverbindungen zusammen mit anderen Abwasserinhaltsstoffen zu einer dauerhaften, chemisch resistenten Ablagerung auf der Membranoberfl\u00e4che f\u00fchrten. Erst durch die Zugabe von Kalkhydrat in den Arbeitsbeh\u00e4lter vor der Mikrofiltration, durch die damit verbundene pH-Verschiebung in den alkalischen Bereich und die gleichzeitig stattfindende F\u00e4llung\/Flockung erfolgt eine weitgehende Freihaltung der Membranen von Mikroorganismen, die Verhinderung von Silikonablagerungen und sogar eine Reinigung des Abwassers von wasserl\u00f6slichen Farbstoffen vor der Mikrofiltration.
\nDie Versuche werden unter Praxisbedingungen an der Betriebskl\u00e4ranlage eines Textilveredlungsunternehmens durchgef\u00fchrt, die vergleichbare Verh\u00e4ltnisse zur urspr\u00fcnglich verwendeten Scheibentauchk\u00f6rperanlage durch Adsorption von Mikroorganismen an festen Oberfl\u00e4chen, hier an Aktivkohle, bietet. Auf diese Weise kann auch der Praxisbezug der im MESAB-Projekt gewonnenen Erkenntnisse \u00fcberpr\u00fcft werden. Insgesamt ergibt sich eine Senkung der Kosten der Mikrofiltration von ca. 60% gegen\u00fcber dem urspr\u00fcnglichen Konzept.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Ergebnisse werden im Rahmen einer Publikation zur Reinigung von Textilabwasser voraussichtlich in 2003 vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Unternehmen der Textilveredelung verbrauchen gro\u00dfe Mengen an Wasser. Der in das Projekt eingebundene Kooperationspartner entnimmt dieses einem Oberfl\u00e4chengew\u00e4sser und bereitet es mittels Chemikalien zur erforderlichen Qualit\u00e4t auf. Dabei fallen gro\u00dfe Mengen an Schl\u00e4mmen und anderen chemischen Abf\u00e4llen an, die entsorgt werden m\u00fcssen. Auch das gereinigte Abwasser belastet bei der Wiedereinleitung den Fluss. Mit dem Projekt konnte gezeigt werden, dass es grunds\u00e4tzlich m\u00f6glich ist, Abwasser aus der Textilveredelung mit einer Kombination aus Scheibentauchk\u00f6rper-Biologie und Mikrofiltration zu reinigen und mit einer Recyclingquote von mindestens 50 % im Kreislauf zu f\u00fchren. Dabei wurde ein vertretbarer Energieverbrauch und eine hohe Filtratleistung erreicht. Der am Projekt beteiligte Textilbetrieb plant deshalb einen schrittweisen Ersatz der bestehenden Abwasserreinigungsanlage durch das in diesem Projekt entwickelte Verfahren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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