In diesem Modul befassen wir uns damit, welche wichtige Rolle das Verständnis der Wassermatrix, der Arten von Industrieprozessen und der verschiedenen Wassertypen beim Ermitteln der für Ihr System zur Wasserwiederverwendung passenden Art der Wasseraufbereitung und der entsprechenden Anforderungen an die Wasserqualität spielt.

Bevor wir über die Prozesse bei der Wiederverwendung von industriellem Abwasser sprechen, wollen wir uns kurz mit der Wasseraufbereitung befassen. Wasseraufbereitung beschreibt Prozesse, um das Wasser für eine gewünschte Endnutzung vorzubereiten. Dabei kann es sich um die Gewinnung von Trinkwasser oder von Brauchwasser für Industrieprozesse, medizinische Zwecke und vieles mehr handeln.

Wasseraufbereitung umfasst, je nach der vorliegenden und der benötigten Wasserqualität, das Entfernen und das Hinzufügen von Inhaltsstoffen. Alles andere ist Wassertransport, also die Wasserentnahme vor der Aufbereitung und die Wasserverteilung danach.

Wenn Sie weitere Informationen hierzu wünschen, finden Sie im ECADEMY-Kurs „Brauchwasser-Aufbereitung“ eine allgemeine Einführung in die Wasseraufbereitung in Industrieprozessen, einschließlich einer noch detaillierteren Übersicht über die verschiedenen Prozessschritte.

In jeder Branche gilt es, bei der Planung von Prozessen zur Wasserwiederverwendung einige wichtige Aspekte zu berücksichtigen.

Dazu gehören:

Verfügbare Technologie: Erzeugt das angewendete Aufbereitungs- verfahren Wasser von geeigneter Qualität?

Sicherheit und Zuverlässigkeit: Funktioniert das Verfahren zuverlässig und wird es den Qualitätsanforderungen gerecht?

Gesetzliche Vorgaben: Liegt die erforderliche Genehmigung der zuständigen Behörden vor?

Und schließlich die Wirtschaftlichkeit: Ist das Verfahren wirtschaftlich sinnvoll?

Es gibt verschiedene Arten der Wasserwiederverwendung in der Industrie, je nachdem, wo und wie das Wasser wiederverwendet werden soll. Einige Branchen setzen bei bestimmten Industrieprozessen auf dezentrale Wasserwiederverwendung vor Ort.

Dieser dezentrale Ansatz bietet dank besserer Prozesssteuerung und niedriger Investitionskosten bestimmte Vorteile. Bei End-of-Pipe-Abwasseraufbereitung und -wiederverwendung hingegen können größere Wassermengen wiederverwendet werden, was beispielsweise zu einer stärkeren Senkung des Wasserverbrauchs führen kann.

Dabei sind jedoch hohe Investitionskosten und Durchführungskomplexität zu erwarten. Ebenso wichtig ist die Überlegung, wo das aufbereitete Wasser verwendet werden soll. Dies wirkt sich auf die Wahl der Aufbereitungstechnologie, die Wirtschaftlichkeit sowie die gesetzlichen Vorgaben für die Wassernutzung aus.

Häufig wird Wasser als technisches Wasser innerhalb von Anlagen wiederverwendet, z. B. in Heizkesseln, Kühltürmen, bei der CIP-Reinigung usw. Da es keinen oder nur minimalen Produktkontakt gibt, ist die Anwendung risikoarm und es gibt kaum Widerstände gegen eine Wiederverwendung.

Bei Wasserwiederverwendung in industriellen Kernprozessen besteht Produktkontakt. Daher sind eine Reihe von Qualitäts- kontrollen und Sicherheitsprüfungen erforderlich und gesetzliche Vorgaben müssen eingehalten werden.

Wenn ein Industriebetrieb kein Wasser wiederverwenden kann, besteht die Möglichkeit, aufbereitetes Wasser anderen Industriebetrieben in der Nähe zur Verfügung zu stellen oder es für andere Zwecke zu nutzen.

Beim Entwerfen eines geeigneten Prozesses zur Wiederverwendung von Wasser kommt es darauf an, Ihre Wasserquelle, die vorliegende Wasserqualität, die im Wasser vorhandenen Verunreinigungen und die Art der Belastung (organisch, anorganisch oder gemischt) zu verstehen. Danach können Sie bestimmen, ob es sich um eine komplexe oder um eine einfache Wassermatrix handelt.

Darüber hinaus bestimmt die beabsichtigte Verwendung nach dem Prozess zur Wiederverwendung, wie eingehend wir uns mit dem Aufbereitungsvorgang befassen müssen und wie eine angemessene Aufbereitungsmethode aussieht. An diesem Punkt kann der Branchensektor mit der Wassermatrix abgeglichen werden, um so die benötigte Aufbereitungsstrategie zu finden.

In folgenden Branchen liegt eine vorwiegend organische Belastung vor:

Die Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie hat es im Allgemeinen mit einer hohen Belastung an organischen Inhaltsstoffen zu tun, die sich relativ leicht behandeln lässt.

Bei pharmazeutischen Produkten gestaltet sich die Lage schwieriger, allerdings ist die Belastung auch geringer. Hier kann das Entfernen bestimmter Substanzen eine spezielle Behandlung erfordern.

Bei den Prozessen der Zellstoff- und Papierindustrie kommt es dagegen in der Regel zu einer hohen Konzentration von Festkörpern, die eher einer Filtration bedürfen.

Bei Branchensegmenten, die sich mit anorganischem Abwasser auseinandersetzen müssen, entsteht die gängigste Verunreinigung in der Regel durch den Salzgehalt:
Dies trifft auf die Stahl-, Automobil-, Bergbau-, Schiffs- und Halbleiterindustrien sowie auf Kraftwerke zu.

Chloride, Sulfate und dergleichen führen zu einem hohen Salzgehalt, der wiederum zu einem hohen Druckbedarf bei der benötigten Aufbereitung führt, etwa durch Umkehrosmose und Nanofiltration.

Schwermetalle, Giftstoffe und Radioaktivität aus dem Bergbau sind nicht nur für die Wasseraufbereitung besondere Herausforderungen, sondern auch beim anschließenden Umgang mit Feststoffen.

Gemischte organische und anorganische Belastungen betreffen unter anderem die chemische, die Kunststoff- und die Druckindustrie sowie die Recycling- und die Erdölindustrie, aber auch Industrieparks.

Auch die Textilindustrie ist ein Beispiel für ein Segment mit gemischter Belastung, allerdings liegt dies daran, dass das Wasser je nach Produktionsschritt organische und anorganische Verunreinigungen enthält.

Fassen wir die Inhalte aus diesem Modul noch einmal zusammen:

- Die Bedeutung des Verständnisses von Wasserquelle, vorliegender Wasserqualität, der im Wasser vorhandenen Verunreinigungen und der Art der Belastung (organisch, anorganisch oder gemischt).

- Wie die Brauchwasser-Aufbereitung stets auf die gewünschte Endnutzung abgestimmt werden muss.

- Das Branchensegment mit der Wassermatrix abgleichen und die erforderliche Aufbereitungsstrategie ermitteln.