Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Im Rahmen stetig steigender Frisch- und Abwasserkosten und dem damit verbundenen Zwang zu vermehrten Wassereinsparungen sind Wasserrecyclinganlagen verst\u00e4rkt in das Interesse von Brauereien ger\u00fcckt. Dabei hat sich in der Vergangenheit gezeigt, dass sich ein Recycling des gesamten Mischab-wassers als technisch aufw\u00e4ndig und nach heutigen Gesichtspunkten unwirtschaftlich darstellt. Auf Grund dessen hat sich der Focus des Wasserrecyclings vermehrt auf Teilstr\u00f6me bestimmter Prozessw\u00e4sser konzentriert. Der Vorteil dieser Teilstr\u00f6me liegt h\u00e4ufig in der einseitigen Belastung was h\u00e4ufig, aus technischer Sicht, eine einstufige Aufbereitung erm\u00f6glicht und sich somit aus wirtschaftlicher Sicht interessanter darstellt.
\nEin weiterer entscheidender Ansatz des Wasserrecyclings stellt die Verf\u00fcgbarkeit der entsprechenden Teilstr\u00f6me dar. Da jeder Teilstrom, auf Grund v\u00f6llig unterschiedlicher Anforderungen an ein Membransystem, separat bzw. mit einer separaten Recyclinganlage aufbereitet werden muss, erkl\u00e4rt sich von selbst, dass f\u00fcr ein wirtschaftlich sinnvolles Wasserrecycling nur Teilstr\u00f6me in Frage kommen, die moderat und einseitig belastet und in hinreichend gro\u00dfen Mengen anfallen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie wesentliche Idee des Vorhabens bestand darin, das gebrauchte Regenerationswasser mit einer Nanofiltrationsanlage aufzubereiten, um damit die H\u00e4lfte der anfallenden Wassermenge zur\u00fcckzugewinnen. Das gewonnene Wasser sollte dann wieder zur Regeneration der Ionenaustauscheranlage eingesetzt werden. In einer Brauerei wurde daher eine halbtechnische Nanofiltrationsanlage mit einer Leistung von etwa 0,5 m3\/h installiert. Die Modulgeometrie entsprach dabei der, die auch bei einer gro\u00dftechnischen Anlage eingesetzt werden w\u00fcrde. Etwa 75 % des bei der Ionenaustauscherregeneration anfallenden Wassers wurde mit verschiedenen Ausbeuten aufbereitet. Mit dem aufbereiteten Wasser wurden versuchsweise Regenerationen der gro\u00dftechnischen Ionenaustauscheranlage durchgef\u00fchrt.
\nDie erzielten Permeatqualit\u00e4ten wurden untersucht und in Abh\u00e4ngigkeit der eingestellten Parameter wie Ausbeute, Temperatur, Druck und Flux dokumentiert. Die Betriebsdaten wurden f\u00fcr eine verfahrenstechnische Auslegung gesammelt. Besonderes Augenmerk wurde auf die Verblockungsneigung der Membran, die Konzentratqualit\u00e4t und -entsorgung und die Wirtschaftlichkeit des Ansatzes gelegt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
In Pilotierungsversuchen konnten 69% des eingesetzten Regenerationswassers eines schwachsauren Kationenaustauschers wieder zum selben Zweck eingesetzt werden. Als Hauptst\u00f6rstoffe galt es Calcium- und Magnesiumchlorid aus dem verbrauchten Regenerationswasser zu entfernen. Dabei zeigten sich f\u00fcr Calcium und Chlorid R\u00fcckhalteraten an der Membran von \u00fcber 95%, unabh\u00e4ngig vom Transmembrandruck und der steigenden Konzentration in den Retentaten. Dabei kam es oberhalb des Betriebspunktes zu einer \u00dcberschreitung der festgesetzten Calciumkonzentration von 100 mg\/l im Permeat. Sp\u00fclwasserfraktionen oberhalb des Betriebspunktes im Mittel wurden verworfen. Die Druckstufen lagen zwischen 10 und 30 bar.
\nDie Steuerung der Anlage konnte \u00fcber einen einfache Leitwertsmessung hinreichend genau geschalten werden, sollte aber individuell f\u00fcr jeden Einzelfall gesondert betrachtet werden. Eine Scalingproblematik bei dieser Anwendung unter der vorherrschenden Wasserqualit\u00e4t war nicht gegeben. Lediglich f\u00fcr Bari-umsulfat wurde das L\u00f6slichkeitsprodukt \u00fcberschritten. Die absolut gesehen geringen Mengen f\u00fchrten jedoch nicht zu einer signifikanten Beeintr\u00e4chtigung des Flux. Untersuchungen auf Strontiumsulfat zeigten Werte deutlich unter der Grenze des L\u00f6slichkeitsproduktes, Untersuchungen des Calciumsulfats f\u00fchrten zu dem Schluss, dass die L\u00f6slichkeitsgrenze im Falle h\u00f6herer Sulfatkonzentrationen im Ausgangswasser im Zuge der Aufkonzentrierung leicht erreicht werden kann. Bei den hier durchgef\u00fchrten Praxisver-suchen handelte es sich jedoch um ein sulfatarmes Wasser. Es zeigte sich keine scaling-bedingte Fluxabnahme, was Betrachtungen der osmotischen Druckdifferenz in der Systematik belegten.
\nDie Wiederverwendung des recycelten Wassers zur Regeneration des schwachsauren Kationenaustau-schers f\u00fchrte zu den gleichen guten Ergebnissen bei der Regeneration. Nach jeder Reinigung konnten ann\u00e4hernd gleiche Wasserwerte der Membran erzielt werden. Biologische Untersuchungen des recycel-ten Wassers waren ohne Befund, die Notwendigkeit einer zus\u00e4tzlichen Desinfektion sollte individuell ge-pr\u00fcft werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Verfahren und dessen Tauglichkeit zu einem wirtschaftlich interessanten Wasserrecycling wurde im Rahmen der 92. Brau- und maschinentechnischen Arbeitstagung der VLB Berlin vom 7.- 9. M\u00e4rz in Enschede, NL erstmalig vorgestellt. Des Weiteren wurde das Projekt in folgenden Fachzeitschriften ver\u00f6ffentlicht:<\/p>\n
Kunzmann, C., Teubner, M., Ahrens, A., Schildbach, S.: Im Spannungsfeld zwischen Menge und Kosten, Brauindustrie 10, S. 38 – 42, 2007.
\nKunzmann, C., Teubner, M., Ahrens, A., Schildbach S.: Between the Poles and Costs, Brewing and Beveradge Industry International 5, S. 38 – 42, 2007.<\/p>\n
Des Weiteren wird das Verfahren im Rahmen von internationalen Brauereifachkursen pr\u00e4sentiert.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Der Frischwasserwassereinsatz f\u00fcr die Ionenaustauscherregeneration lag bei der untersuchten Brauerei bei 3,8 % der aufbereiteten Wassermenge. Das bedeutet, dass einem Durchsatz von 390 m3 ein ben\u00f6-tigtes Sp\u00fclwasservolumen bei der Regeneration von ? 14,5 m3 gegen\u00fcbersteht.
\nDurch die R\u00fcckgewinnung von 69 % der eingesetzten Sp\u00fclw\u00e4sser war es m\u00f6glich, den Frischwassereinsatz je Regeneration von 3,8 % auf 1,19 % zu senken. Geht man von einer Brauerei aus, die ihren gesamten Wasserbedarf, also Brau- und Betriebswasser auf diese Weise aufbereitet, ergeben sich erhebliche Einsparmengen die ein interessantes wirtschaftliches und \u00f6kologisches Potenzial darstellen. Wie bei den Bilanzierungen festgestellt, ergibt sich auch die M\u00f6glichkeit, nur durch eine einfache Stapelung bestimmter Fraktionen Einsparungen zu realisieren.
\nEs zeigen sich besonders f\u00fcr Brauereien, mit einer j\u00e4hrlichen Aussto\u00dfmenge > 1 Mio. hl Verkaufsbier unter den angenommenen Bedingungen interessante Amortisationszeiten.
\nAls Gesamtfazit stellt sich das Projekt erfolgreich dar. Es konnte im Rahmen des Projektes nachgewiesen werden, dass mittels Nanofiltration im Bereich der Wasseraufbereitung wirtschaftlich interessante Mengen aus qualitativer Sicht so aufbereitet werden k\u00f6nnen, dass sie dem gleichen Prozess wieder zugef\u00fchrt werden konnten. <\/p>\n
Die Zusammenarbeit zwischen den Kooperationspartnern stellte sich durchweg positiv dar.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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