Wie wir weniger Trinkwasser in Produktionsprozessen verbrauchen
22 Mar 2022
Wasserverknappung, Kostendruck und strengere Vorschriften – Industrien müssen beim Thema Trinkwasserentnahme und Abwasserlast umdenken. Mit Lösungen, die den Verbrauch in einzelnen Verarbeitungsschritten senken und die Wiederverwendung von Wasser in Anlageprozessen ermöglichen, sorgt GEA nachhaltig für Abhilfe.
Das ist Wasserstress: Wenn die Weltbevölkerung und dementsprechend der Wasserbedarf zunehmen, ist es wahrscheinlicher, dass mehr Süßwasser – Grund- und Oberflächenwasser – entnommen wird, als die Grundwasserspeicher wieder auffüllen können. Auch die Industrie konkurriert um Süßwasser, das oft in großen Mengen benötigt wird und aufgrund von Reinigungsprozessen auch erhebliche Mengen an Abwasser erzeugt. Mit umfassender technischer und Prozesserfahrung in verschiedenen Branchen begleitet GEA seine Kunden beim Umsetzen ihrer ehrgeizigen Ziele für einen ressourcenschonenden Umgang mit Wasser.
Wasserknappheit ist die größte Krise, über die niemand spricht. Sichtbare Folgen sind Ernährungskrisen, Konflikte, Migration und finanzielle Instabilität.“– Dr. Andrew Steer, President und CEO des World Resources Institute
– Dr. Andrew Steer, President und CEO des World Resources Institute
GEA-Lösungen für den Wasserkreislauf
Industrieabwässer wiederzuverwenden, ist die wirksamste Methode, um weniger Wasser zu entnehmen und weniger Brauchwasser einzuleiten. Abhängig von seinem ursprünglichen Einsatz muss Abwasser spezifischen Sicherheits- und Hygienekriterien genügen. Mit Schlüsseltechnologien für die Wasserrückgewinnung und -aufbereitung in industriellen Prozessen setzt GEA international Maßstäbe. Unsere Kunden kommen weltweit aus den verschiedensten Branchen und können beeindruckende Resultate in ihrem Wassermanagement vorweisen – bis hin zur Wasserneutralität im Produktions- und Anlagenbetrieb. Zu den wichtigsten Lösungen von GEA auf diesem Gebiet zählen:
- Membranfiltration
- Trenntechnik durch Zentrifugen
- Eindampfung
- Kristallisation
- Molchung & automatisierte Clean-in-Place-(CIP-)Systeme
Wasser in Produktionsprozessen zurückgewinnen und wieder verwenden
Milch, zum Beispiel, besteht zu rund 85 Prozent aus Wasser. Deshlab könnten milchverarbeitende Betriebe jedes Jahr potenziell Millionen Liter von Wasser rückgewinnen. Mit einer Umkehrosmoseanlage von GEA kann Kondensat aus einer Eindampfanlage gesammelt und das Wasser wieder dem Prozess zugeführt werden. Das resultiert nicht nur in einer geringeren Trinkwasserentnahme, sondern auch in geringeren Produktions- und Entsorgungskosten sowie niedrigeren CO2-Emissionen.
Das im indischen Gandhinagar ansässige Unternehmen AmulFed betreibt die größte Magermilchpulveranlage Asiens – und das fast gänzlich ohne Abwasser. Möglich wird das durch drei Einheiten von GEA-Umkehrosmose-Feinfiltern, die das Kondensat aus einer Verdampfungsanlage gewinnen. Das so gewonnene Wasser wird zur Produktkühlung und Anlagenreinigung wiederverwendet und spart jährlich 420 Millionen Liter Trinkwasser ein.
Die Umkehrosmose ist eine Form der Membranfiltration und wird häufig in der Milch- und Lebensmittelverarbeitung eingesetzt, um Feststoffe zu konzentrieren, Wasser zurückzugewinnen und eine Feinfilterung vorzunehmen. Der zusätzliche Schritt der Feinfilterung dient zur Reinigung des bei der Verdampfung entstehenden Kondensats, das danach für die Bewässerung von Grünflächen oder als Toilettenwasser verwendet werden kann. Nach einer abschließenden Wärme- oder UV-Licht-Behandlung kann das Abwasser unbedenklich für produktberührende Verfahren (z. B. Endspülung, Ausspülen von Dosen, Reinigung von Behältern und Rohrleitungen) und sogar als Bestandteil von Endprodukten genutzt werden.
In der chemischen Industrie kann Wasser per Evaporation vom Abwasserstrom abgetrennt werden, wobei das Kondensat anschließend Verwendung als Prozesswasser findet. Dafür muss das Wasser jedoch bestimmte Qualitätsanforderungen erfüllen. Dazu eignen sich Maßnahmen wie Membranbehandlung, Stripping oder Destillation. Im europäischen Kundenkreis von GEA recyceln Hersteller mitteldichter Faserplatten (MDF) ihr kondensiertes Abwasser vollständig mithilfe der GEA-Eindampfungstechnologie. Der bei einer Verdampfung naturgemäß erhöhte Energieverbrauch kann dabei durch thermische oder mechanische Brüdenverdichtung merklich reduziert werden.
Bei anderen wasserintensiven Prozessen, wie etwa beim industriellen Recycling, können Unternehmen einen GEA sludge Decanter integrieren, um das Waschwasser wieder in den Prozesskreislauf zurückzuführen. Auf diese Weise lassen sich sowohl die Entsorgungskosten als auch der Trinkwasserverbrauch reduzieren. Außerdem gelangen potenziell schädliche Chemikalien so nicht in die Umwelt.
Zero Liquid Discharge (ZLD): Rückgewinnung von Wasser und Nebenprodukten
Zero Liquid Discharge (ZLD) ist ein vollständig abwasserfreies Aufbereitungsverfahren, das sich vor allem in Regionen mit akuter Wasserknappheit immer mehr Anwendung findet. Das Verfahren wird routinemäßig bei der Herstellung von Chemikalien, in der Öl- und Gasproduktion, bei der Stromerzeugung, im Bergbau und in Wasseraufbereitungsanlagen eingesetzt. ZLD bietet eine Reihe von Vorteilen:
- Die Abwassereinleitung wird vermieden.
- Prozesswasser werden wiederverwendet und folglich weniger Trinkwasser entnommen.
- Nebenprodukte werden zurückgewonnen.
- Die strengen Bestimmungen zur Wasserrückgewinnung und Abwasserentsorgung werden eingehalten.
Die thermischen und nicht-thermischen ZLD-Systeme von GEA nutzen Kristallisationstechnologie für die Abwasseraufbereitung. Je nach Anforderung bietet GEA Membrantrennanlagen, Zentrifugen sowie Systeme zur Verdampfung, Kristallisation, Trocknung und Energierückgewinnung. Ein Beispiel für den erfolgreichen Einsatz unserer ZLD-Technologie ist die Kläranlage eines Kraftwerkes in Ciudad Juárez, Mexiko. Die ZLD-Anlage wandelt salzhaltiges Abwasser in Rohwasser für die interne Wiederverwertung um. Ein GEA-Dekanter zur Entwässerung sorgt dafür, dass nur geringe Mengen an trockenen Feststoffen für die Entsorgung verbleiben.
Eine vorbildliche Reinigung braucht weniger Wasser, nicht mehr
Die GEA-Systeme zur Produktrückgewinnung und CIP-Reinigung leisten ebenfalls einen wichtigen Beitrag zur Verringerung des Trinkwasserverbrauchs und der Abwassereinleitung. Bei der Produktrückgewinnung und hier speziell bei den Molchsystemen werden produktführende Rohrleitungen wassersparend und mit weniger Chemikalien gereinigt. Bei einer Lagerung in Tanks, Silos oder IBCs (Intermediate Bulk Container) ist die Beseitigung von Rückständen von zentraler Bedeutung für die Sicherheit und Produktqualität. In nahezu allen Industrien setzt man daher auf GEA-Reinigungstechnik, um die Produktsicherheit und -hygiene sowie einen effizienten Einsatz von Wasser und Reinigungsmitteln zu gewährleisten.
Für den Saftgetränkehersteller innocent entwickelte und installierte GEA ein automatisches CIP-System. Dieses einzigartige System minimiert die zu reinigende Fläche der Prozessverrohrung in der ersten klimaneutralen Fabrik des Unternehmens in Rotterdam. Hierbei machen wir uns auch die innovative Technologie unseres niederländischen Projektpartners Fluidor zunutze: Die Reinigung der Rohre erfolgt nicht mit Wasser, sondern per Lufttornado. Durch die Integration dieses Systems in das CIP-System von GEA kann innocent 98 Prozent des Saftes aus der Verarbeitungsphase zurückgewinnen.
Zudem werden die Dichtungen mit Zitronensäure statt mit frischem Wasser gespült – auch dies trägt zu der beeindruckenden Trinkwassereinsparung bei. Der niedrige Säuregehalt und pH-Wert der Zitronensäure verhindert auf natürliche Weise das Bakterienwachstum. Durch den Einbau von Trockenkondensatoren schließlich konnte innocent den Wasserverbrauch gegenüber der ursprünglichen Berechnung um 45 Prozent reduzieren.
GEA-Innovationen: Fokus Wasser
In unserer Nachhaltigkeitsstrategie haben wir uns verpflichtet, bis 2030 alle GEA-Lösungen so auszustatten, dass sie ohne zusätzlichen Trinkwasserverbrauch betrieben werden können, insbesondere während des Reinigungsprozesses. Dabei arbeiten wir konsequent auch an der weiteren Verbesserung unseres vorhandenen Produktangebots. So werden wir in 2022 mit Blick auf den Trinkwasserschutz zwei bedeutende Innovationen an den Markt bringen:
- die GEA-Membranfiltrationstechnologie kombiniert mit einem intelligenten, sensorbasierten Spülverfahren – eine „smarte“ Lösung für Trinkwassereinsparungen während der CIP-Reinigung von bis zu 50 Prozent gegenüber herkömmlichen Membranfiltrationslösungen
- eine wassersparende Zentrifugen-Unit, die den Kühlwasserverbrauch während des Trennverfahrens durch Wiederverwendung von Prozesswasser steuert und reduziert. Auf diese Weise lassen sich bis zu 1,3 Millionen Liter Trinkwasser pro Jahr einsparen.
Netto-Null-Emissionen sind entscheidend für die weltweite Sicherung der Wasserversorgung
Der Klimawandel beeinträchtigt die Verfügbarkeit und Qualität von Wasser erheblich – und das weltweit. Eine Verringerung der globalen Treibhausgasemissionen muss daher Teil der Lösung sein, wenn es um den Schutz der globalen Wasserressourcen geht. Auch hier kann die Industrie eine Vorreiterrolle übernehmen, indem sie Netto-Null-Ziele definiert und schnellstmöglich umsetzt. Die gute Nachricht: Die Fertigungsindustrie – samt der zugrundeliegenden Technik – kann auch auf diesem Gebiet einen wichtigen Beitrag leisten. GEA jedenfalls ist fest entschlossen, die eigenen Treibhausgasemissionen bis 2040 auf netto null zu reduzieren.
