Produzieren ohne Abwasser – ist eine abwasserfreie Industrie realistisch? Drucken

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Gewinnung von Klarwasser aus Abwasser am Beispiel der metallverarbeitenden Industrie

In Deutschland wird nur rund ein Drittel des von der Industrie in der Warenproduktion eingesetzten Wassers mehrfach verwendet. Zwei Drittel allerdings werden gerade so weit aufbereitet, dass sie legal in die Kanalisation oder direkt in die Flüsse eingeleitet werden können. Moderne Aufbereitungsmethoden machen es möglich, Wasser immer wirtschaftlicher im Kreislauf zu führen. So ließe sich nicht nur der industrielle Verbrauch von Frischwasser, sondern auch die Schadstoffbelastung der Flüsse drastisch senken. Frank Schlegel, geschäftsführender Gesellschafter der H2O GmbH legte dar, wie eine gänzlich abwasserfreie Industrieproduktion verwirklicht werden könnte.

Die H2O GmbH mit Sitz in Steinen, Kreis Lörrach, nahe der Schweizer Grenze und hat sich auf die Aufbereitung von hochbelastetem Abwasser aus der Industrie spezialisiert. Seit 25 Jahren baut sie Anlagen, die auf dem Prinzip der Vakuumdestillation beruhen. So konnten bereits über 1.100 Stück solcher VACUDEST Anlagen in alle Welt geliefert werden. Ursprünglich war das Unternehmen ein Geschäftsfeld innerhalb des Mannesmann-Konzerns, aus dem es 1999 im Zuge eines Management-Buy-Out herausgekauft wurde. Damals beschäftigte die H2O GmbH acht Mitarbeiter, heute sind es 100 in ganz Europa. Für das laufende Jahr wird ein Umsatz von 15 Millionen Euro erwartet. In den vergangenen Jahren betrug das Wachstum durchschnittlich 15 bis 20 Prozent jährlich.

Ziel des Unternehmens ist es, eine möglichst hohe Energieeffizienz der Reinigungsprozesse zu erzielen, noch wichtiger aber ist die Qualität des Wassers, das die Aufbereitung liefert. In einem eigenen Zentrum für abwasserfreie Produktion werden die Verfahren immer weiter entwickelt und anschließend durch Patente auf Module und Technologien gesichert. Die Hauptaufgabe besteht in der Ausrichtung auf die jeweiligen Kunden. Ob Automobilindustrie, Luftfahrt, metallverarbeitende Industrie, Fensterproduktion oder Autowaschanlagen: jedes Abwasser erfordert maßgeschneiderte Aufbereitungsverfahren. Bisher konnten Anlagen in 45 Länder geliefert werden, der Schwerpunkt der Aufträge liegt in Europa.

Der Wasserverbrauch der Industrie

Um eine Tonne Stahl herzustellen, werden heute rund 18.000 Liter Wasser aufgewendet, also achtzehn Kubikmeter. Bei einer Tonne Papier sind es 7.000 Liter, die Produktion eines Laptops oder PCs benötigt etwa 15.000 Liter. Im Autobau wurde der Verbrauch schon stark reduziert, heute geht man von einem durchschnittlichen Einsatz von 400 Kubikmeter oder 400.000 Liter pro Auto aus. Weltweit unternimmt die Industrie erhebliche Anstrengungen, ihren Wasserverbrauch zu vermindern. In Deutschland sank der industrielle Verbrauch von 1.910 Millionen Kubikmetern 2007 auf 1.770 Millionen Kubikmeter im Jahre 2010, ein Rückgang um mehr als sieben Prozent in nur drei Jahren. Die wichtigste Triebfeder ist das Geld, denn jeder gesparte Kubikmeter senkt die Kosten für den Frischwasserbezug und die – in Deutschland per Abwasserabgaben-Gesetz empfindlich hohen – Abwassergebühren. Immer häufiger kommt aber auch die Motivation hinzu, mit dem kostbaren Nass sparsamer umzugehen und weniger Abwasser und damit weniger Schadstoffe in die Flüsse einzuleiten.

Seit jeher siedelte sich die Industrie wegen ihres Wasserbedarfs an Flüssen an. Weniger bekannt ist, dass die Flussnähe auch einen beträchtlichen Vorteil bei der Abfallbeseitigung bedeutet. Zwar ist heute gesetzlich vorgeschrieben, dass industrielles Abwasser nur dann in Gewässer eingeleitet werden darf, wenn es nach dem Stand der Technik gereinigt wurde. Um ein solches „einleitfähiges Wasser“ zu erreichen, stehen verschiedene klassische Aufbereitungsverfahren für industrielles Abwasser zur Verfügung. Allerdings bleiben auch nach der Behandlung Restverunreinigungen im Abwasser zurück und gelangen so in die Flüsse, vor allem Schwermetalle und schwer abbaubare organische Stoffe, die sich in Kläranlagen nicht herausfiltern lassen.

Am Beispiel des Rheins lässt sich abschätzen, in welchem Umfang auch europäische Flüsse heute noch industrielle Reststoffe aufnehmen müssen: An der deutsch-niederländischen Grenze in Lobith wird täglich eine Fracht an organischen Kohlenstoffverbindungen (TOC) von mindestens 200 Tonnen gemessen. Bedenkt man, dass diese Substanzen, die ja bereits allen Kniffen der Klärtechnik widerstanden haben, in der Natur nur höchst langsam oder gar nicht zersetzt werden, sind dies beträchtliche Mengen. Hinzu kommen etwa 50 Tonnen an Schwermetallen aus industriellen Quellen. Einige dieser Chemikalien gelangen nicht nur in Flüsse, sondern nach und nach auch ins Grundwasser und können so auch die Trinkwasserversorgung gefährden.

Das geltende Recht toleriert derzeit den Eintrag von „einleitfähigem“ Abwasser und damit von Restchemikalien und Schwermetallen in die Flüsse. Dieser Zustand ist nicht ideal, und in der Tat wäre er mit vertretbarem Aufwand zu verbessern. Die Vision der H2O GmbH ist es, die Einleitung von Industrieabwasser gänzlich zu beenden. Eine solche „abwasserfreie“ Industrie müsste natürlich nicht auf Wasser in ihren Werkshallen verzichten, sie müsste es lediglich in Kreisläufen mehrfach verwenden. Mit der VACUDEST Technologie ist die H2O GmbH bereits in der Lage, für viele Produktionsbereiche eine komplette Kreislaufführung zu erzielen.

Kreislaufführung – wie geht das?

Industrielle Abwässer bestehen nur zum kleinen Teil aus Abfallstoffen, wie zum Beispiel Öle, Fette oder Schwermetalle. Ihr Wasseranteil liegt oft bei bis zu 98 Prozent. Die Aufgabe der VACUDEST besteht darin, dieses Wasser in möglichst reiner Form als Destillat abzuscheiden. Dazu nutzt das System das Prinzip der Destillation. Das recycelte Wasser ist durch diesen Destillationsprozess so rein, dass es auch für hochwertige Oberflächenveredelungen etwa in der Fahrzeug-, Möbel- oder Fensterherstellung wiederverwendet werden kann. Das spart enorme Mengen an Frischwasser, zugleich entfällt jeglicher Schadstoffeintrag in Gewässer oder in öffentliche Kanalnetze.

Das VACUDEST Funktionsprinzip ist am besten mit der Natur als Vorbild zu erklären. Hier verdampft die Sonne das Meerwasser, das Wasser kondensiert in der Atmosphäre, und es regnet aus den entstandenen Wolken sauberes, klares Wasser, ohne Verschmutzung und ohne Salz. Dieses Prinzip nutzt auch die VACUDEST. Im Vakuum verdampft sie das reine Wasser bei ca. 85 °C, Salze und andere schwer flüchtige Stoffe wie Öl oder Schwermetalle bleiben zurück.

Die Energiefrage

Die Verdampfung von Wasser erfordert einen hohen Einsatz an Energie und scheint daher auf den ersten Blick wirtschaftlich untragbar. Entscheidend ist aber, dass in diesen Systemen alles verdampfte Wasser unter Rückgewinnung der Wärmeenergie kondensiert wird. Die zurückgewonnene Wärmeenergie wird zur Verdampfung des Abwassers verwendet. – So werden 95 Prozent der benötigten Verdampfungsenergie recycelt.

Mit dieser Technik der Verdampfung bei Unterdruck kann der Energiebedarf für die Destillation deutlich gesenkt werden, so dass das Verfahren auch in Regionen mit hohen Strompreisen eine interessante Alternative bietet.

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Energierecycling im VACUDEST Prozess

Wo lässt sich die VACUDEST Technologie einsetzen?

Aktuelle Hauptanwendungsgebiete sind die sogenannte Oberflächentechnik und die Metallbe- und -verarbeitung. Wo immer Metalle bearbeitet werden, kommen sogenannte Kühlschmierstoff-Emulsionen zur Entfettung zum Einsatz. Bei der Produktion von Achsteilen, Motorblöcken und anderen Fahrzeugkomponenten nehmen die Anforderungen an die Oberflächenqualität immer mehr zu. Durch Gleitschleifen und Polieren kann eine enorme Oberflächenreinheit erzielt werden, es fallen aber eben auch erhebliche Mengen Abwasser an. Das gleiche gilt für hochwertige galvanische Oberflächenbeschichtungen und Lackierungen, die sehr reine Oberflächen erfordern.

Ein weiterer Anwendungsbereich ist die Aufbereitung von Sickerwässern aus Deponien. Gerade ältere Deponien können undicht werden und das Grundwasser gefährden. Wo jahrzehntelang gemischte Industrie- und Haushaltsabfälle ungeordnet abgelagert wurden, können Medikamente, Batterien, Lösungsmittel, Öle und vieles mehr vom Regen ausgewaschen werden. Für die komplexen, vielfältigen und meist unbekannten Chemikaliencocktails, die aus solchen Deponien sickern, gibt es kein Verfahren, das in punkto Aufbereitungsqualität der Destillation überlegen ist. Gerade in den südeuropäischen Ländern, die es mit der Abfallwirtschaft lange Zeit nicht so genau nahmen, ist dies ein drängendes Problem und ein wichtiges Anwendungsfeld für die VACUDEST Technologie.

Sehr effizient ist das VACUDEST Verfahren auch beim Abwasser von Gebindereinigungen. In der Industrie fallen häufig verschmutzte Behälter an. Das bei deren Reinigung entstehende Spülwasser eignet sich trotz starker Verschmutzung gut für ein Recycling, da die Rückgewinnungsrate sehr hoch und der Frischwasserbedarf fast Null ist. Die H2O GmbH hat sich darauf spezialisiert, für solche Anwendungen vollautomatische Recyclinganlagen anzubieten.

Im neuen Getriebewerk von Peugeot in der Nähe von Paris stehen zwei der größten von der H2O GmbH verwirklichten Anlagen. In der Mitte erkennt man die Behälter mit dem Abwasser sowie die Pumpen. Alles ist bis ins kleinste Detail dem Prozess im Peugeot-Werk angepasst. Die Anlage ist rund um die Uhr im Dauerbetrieb. Die anfallenden Abwassermengen müssen automatisch genau erfasst, der Reinigungsprozess entsprechend abgestimmt und natürlich das gereinigte Wasser in der geforderten Qualität wieder bereitgestellt werden.

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Im neuen Getriebewerk von Peugeot in der Nähe von Paris stehen zwei der größten von der H2O GmbH verwirklichten Anlagen.

Abschied vom Abwasser?

Wie motiviert man Firmen, in fortschrittliche, abwasserfreie Aufbereitungssysteme für Wasser zu investieren? Den Weg über gesetzliche Vorschriften und Steuern halten wir nicht für optimal. Wichtigstes Argument für die Anschaffung einer VACUDEST Anlage bleibt die Wirtschaftlichkeit. Denn aufgrund der Einsparungen bei Entsorgungskostenamortisieren sich VACUDEST Anlagen oft innerhalb von nur ein bis zwei Jahren.

Der klassische Weg, der Abtransport mit dem Tanklaster mit Verbrennung oder Deponierung von 3.000 Kubikmetern – dem typischen Anfall in einem mittelständischen Unternehmen mit vielleicht 500 bis 1.000 Mitarbeitenden – kostet 160.000 Euro im Jahr. Dagegen steht die Investition in eine Abwasser-Recyclinganlage, die etwa 10 bis 12 Jahre betrieben werden kann. Mit Zinsen, Abschreibungen, Betriebskosten und Frischwasser resultieren jährliche Betriebskosten von 60.000 Euro, das heißt die Investition amortisiert sich in weniger als zwei Jahren. Diese enorme Ersparnis ist das Hauptmotiv unserer Kunden. Verstärkt kommt auch der Wunsch nach abwasserfreier Produktion hinzu, denn dies nützt nicht nur der Umwelt, sondern auch dem Firmenimage. Gepaart mit der Kostenersparnis entsteht für die Unternehmen so eine angenehme Win-Win-Situation.

Frank Schlegel, Geschäftsführer der H2O GmbH, ist überzeugt, dass die Menschen heute erst am Anfang einer Entwicklung hin zu einer abwasserfreien Produktionsweise stehen. Schon die nächste Generation wird es vielleicht absurd finden, dass noch im 21. Jahrhundert Abfallchemikalien in Flüsse geleitet wurden. Die VACUDEST Technologie kann dazu beitragen, geschlossenen Wasserkreisläufen in der Industrie zum Durchbruch zu verhelfen – und so dem Wasser auch in der Industrie gerecht zu werden.

Autor:
Dipl.-Ing. Frank Schlegel
Geschäftsführender Gesellschafter