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Die Vakuumdestillation als Abwassertechnik in der Galvanik

Im zweiten Teil meines Podcasts zum Thema Vakuumdestillation habe ich gemeinsam mit Thomas Dotterweich und Markus Bardzinski von H2O über den konkreten Einsatz dieser Technologie in der Galvanotechnik gesprochen. Was ist möglich? Wo liegen die Grenzen?

Den ersten Teil dieser kleinen Reihen findet ihr hier.

EP-0018 Vakuum-Galvanik_EDIT_1 from Oliver Brenscheidt on Vimeo.

Welche Abwässer sind für die Vakuumdestillation geeignet?

Für Abwässer aus dem galvanischen Beschichtungsprozess kommt die Vakuum-Destillation insbesondere für die Entgiftung von Spülwässern in Betracht.

Vakuumdestillation ist im Labormaßstab und für die Herstellung von Schnapsbränden bestens bekannt. Es funktionier aber auch für die Abwasserbehandlung. Im Bild sieht man einen sog. Rotationsverdampfer mit dem in Labors im Allgemeinen Lösungsmittel abgetrennt werden.
(c) Adobe Stock

Wichtig ist, dass das zu behandelnde Abwasser keine festen Frachten, wie z. B. Schlämme oder Sedimente mehr trägt. Diese würden während der Destillation Energie aufnehmen und diese nachher wieder abgeben, ohne dass dies einen positiven Effekt auf das Ergebnis hätte. Daher führen solche Inhaltsstoffe zu einem erhöhten Energieeinsatz, was die Behandlung unwirtschaftlich macht.

Auch Konzentrate sind häufig nur sehr bedingt für diesen Behandlungstyp geeignet, weil naturgemäß hier schon eine hohe Konzentration an Inhaltsstoffen vorliegt. Die Vakuum-Destillation würde hier mit hohem Energieeinsatz nur noch wenig zur weiteren Aufkonzentration beitragen. Insofern ist die Konzentrat-Entgiftung eher mit anderen Technologien wie z. B. den klassischen physikalisch-chemischen Behandlungen geeignet. Ein Problem stellen solche Stoffe dar, die bei der Destillation Beläge in der Maschine bilden würden. Zu nennen sind hier eher Lacke, Farben oder Leime, die wir aber im Allgemeinen in unserer Branche nicht finden.

Wie werden die Abwässer für die Vakuumdestillation vorbehandelt?

Wie schon oben erwähnt, sollten Feststoffe vor dem Einbringen in die eigentliche Destillation entfernt werden.

Aber auch der pH-Wert des Abwassers spielt eine große Rolle. Weite Bestandteile der Anlage sind aus Edelstahl gefertigt. Häufig sind die Abwässer sauer, was über die Zeit diese Edelstahl-Komponenten angreift. Sicherlich kann man hier noch höherwertigere Materialien einsetzen, was aber die Kosten für die Maschine erhöht. Einfacher ist es hier, den pH-Wert vor dem Einbringen in die Destillationskammer zu neutralisieren oder in den schwach-alkalischen Bereich zu erhöhen.

Weiter sollten Giftstoffe, die ggf. in das Destillat übergehen könnten, vorher entgiftet werden. Zu nennen wären hier z. B. die Cyanide. Diese stören zwar die eigentliche Destillation nicht. Könnten aber anschließend Probleme bei der Wiederverwendbarkeit des Destillats erzeugen.

Wie wird das entstandene Destillat zum wiederverwendbaren VE-Wasser?

War das eingesetzte Spülwasser wenig belastet und/oder hat die Vorbehandlung gut gearbeitet, ist das Destillat häufig direkt als VE-Wasser in den Spülen wiederverwendbar. Sollten sich noch Organika, Lösemittel oder Ammoniak im Destillat gelöst haben, käme jedoch eine Nachbehandlung in Betracht.

Man kann die Wässer dann z. B. über Aktivkohlefilter oder über Ionenaustauscher führen und erhält anschließend prozesssicheres Spülwasser, dass direkt in der eigenen Galvanik eingesetzt werden kann.

Welche Vorteile hat die Vakuumdestillation im Vergleich zur physikalisch-chemischen Behandlung?

Darüber, dass die Vakuum-Destillation sich selbst mit Strom als Rohstoff für die Behandlung begnügt, hatten wir im ersten Teil schon einmal gesprochen. In Verbindung mit einer Fotovoltaik-Anlage lässt sich so eine ressourcenschonende Abwasseranlage realisieren.

Zunächst einmal ist der Platzbedarf deutlich geringer. Die klassische Abwasseranlage besteht aus einer Reihe von Vorrats- und Behandlungsbehältern, sowie häufig aus einer Kammerfilter-Presse. Selbst eine größere Vakuum-Destillation benötigt dabei kaum mehr als 20 m².

Weiter lässt sich ein Teil des Ergebnisses der Behandlung, nämlich das Destillat, als Spülwasser im eigenen Prozess wiederverwenden. Für den Fall, dass man wegen äußerer Zwänge abwasserfrei arbeiten muss, ergibt sich hier eine optimale Möglichkeit.

Aber auch für problematische Abwässer, z. B. solche mit einer hohen Fracht an Komplexbildnern, die sich mit der physikalisch-chemischen Abwasserbehandlung nur bedingt entgiften lassen, stellen für diese Technologie kein Problem dar. Ein weiteres Beispiel sind Grenzwerte, die sich mit den klassischen Methoden nicht oder nicht prozesssicher erreichen lassen. Auch hier kann man mithilfe dieser Technologie unterstützend oder ersetzend arbeiten.

Letztlich ist der Preis pro behandeltem Kubikmeter entscheidend. Für diesen Faktor gibt es keine allgemeingültige Aussage. Hier gilt wie sooft: „Kommt drauf an.“ Aber in jedem Fall kann man über eine Einzelfallbetrachtung unter Berücksichtigung der vorhandenen Stoffströme errechnen, welche Technologie die günstigere ist.

Markus Bardzinski

Gebietsverkaufsleiter Deutschland Nordwest H2O GmbH, Steinen

Markus Bardzinski studierte Chemieingenieurwesen mit Fachrichtung Wasserchemie/Wassertechnologie an der Fachhochschule Niederrhein. Seit 2018 ist er bei der H2O GmbH in Steinen beschäftigt. Seither projektiert er Aufbereitungssysteme für die Kreislaufführung von Industrieabwässern. Er ist als Gebietsverkaufsleiter für den Bereich Deutschland Nordwest verantwortlich und arbeitet maßgeblich an der Verwirklichung der Vision der H2O GmbH von einer abwasserfreien Produktion mit.

Thomas Dotterweich

Vertrieb Projektierung H2O GmbH, Steinen

Thomas Dotterweich studierte Umweltschutztechnik an der Universität Stuttgart mit den Schwerpunkten Industrielle Wasser- und Abwassertechnologie und Abfallwirtschaft. Seit 2004 ist er bei der H2O GmbH in Steinen im Vertrieb beschäftigt. Seither projektiert er Aufbereitungssysteme für die Kreislaufführung von Industrieabwässern. Er ist verantwortlich für die Exportmärkte Spanien und Mexiko und arbeitet maßgeblich an der Verwirklichung der Vision der H2O GmbH von einer abwasserfreien Industrieproduktion mit.