Behandlung und Wiederverwendung von Abwasser in der Textilindustrie

• 1. Wasserverbrauch und -einleitung in der Textilindustrie
  • 1.2. Typische Zusammensetzung des Abwassers aus der Textilindustrie
• 2. Aufbereitung und Wiederverwendung von Abwasser aus der Textilindustrie
  • 2.1. Physikalisch-chemische Vorbehandlung: Entfernung von Farbe, Feststoffen und Fetten
  • 2.2. Biologische Behandlung: Entfernung organischer Stoffe
  • 2.3. Tertiäre Behandlung: Intensive Entfernung von Farbstoffen und schwer abbaubaren organischen Verbindungen; Wiederverwendung des Wassers
• 3. Erfolgsgeschichten von SIGMA in der Textilindustrie
  • 3.1. Aufbereitung und Wiederverwendung von Abwasser aus der Textilindustrie: DAF-Technologie. Fallbeispiel ACAPERSA.
  • 3.2. Aufbereitung und Wiederverwendung von Abwasser aus der Textilindustrie: Technologien der BIOLOGISCHEN REINIGUNG, DAF und TERTIÄREN REINIGUNG. Fallbeispiel COLORTEX.
• 4. Rechtlicher Rahmen
• 5. Literaturverzeichnis

1. Wasserverbrauch und -einleitung in der Textilindustrie

Schätzungen zufolge verbraucht die Textilindustrie zwischen 80 und 150 Liter pro Kilogramm verarbeiteten Stoffes. Der Wasserverbrauch bei der Herstellung von Kleidungsstücken hängt von der Art der Fasern (Baumwolle, Wolle, Nylon, Polyester usw.) und den in den einzelnen Verarbeitungsschritten eingesetzten Maschinen ab.

Das Abwasser der Textilindustrie zeichnet sich durch die große Menge an Chemikalien aus, die in den Produktionsprozessen eingesetzt werden; dabei handelt es sich überwiegend um nicht biologisch abbaubare Chemikalien, die in der Umwelt, insbesondere im Wasser, lange Zeit verbleiben.

Die verwendeten Pigmente sind stark umweltschädlich, da sie so hergestellt werden, dass sie eine hohe Haltbarkeit und Beständigkeit gegen biologischen Abbau aufweisen.

Im Herstellungsprozess können jährlich bis zu 200.000 Tonnen Pigmente und Farbstoffe verloren gehen, wenn das Wasser nicht effizient aufbereitet wird. Aus diesem Grund wird es immer wichtiger, Lösungen der Kreislaufwirtschaft einzusetzen, die die Wiederverwendung von Abwasser und die Rückgewinnung der im Abwasser gelösten Rohstoffe ermöglichen.

Eine ordnungsgemäße Auslegung einer Abwasserbehandlungsanlage für die Textilindustrie muss folgende Ziele erfüllen:

• Das Abwasser so aufbereiten, dass es die Einleitungsgrenzwerte einhält.
• Wiederverwendung von Wasser in den verschiedenen Herstellungsprozessen von Textilprodukten (Waschen, Färben, Wärmebehandlung) sowie für Reinigungsarbeiten, Bewässerung usw.
• Rückgewinnung von im Abwasser gelösten Rohstoffen wie Pigmenten oder Farbstoffen.
• Die Betriebskosten des Produktionsprozesses senken.
• Die durch die Geschäftstätigkeit der Unternehmen verursachten Umweltauswirkungen verringern.

Das in der Textilindustrie anfallende Abwasser weist folgende Merkmale auf:

• Große Schwankungen bei Durchflussmenge und Schadstoffbelastung in jeder einzelnen Prozesslinie.
• Farbe.
• Biologisch abbaubare und nicht biologisch abbaubare bzw. „schwer abbaubare“ organische Verbindungen.
• Nicht biologisch abbaubare anorganische Verbindungen (Reagenzien und Zusatzstoffe, die während des Prozesses zugesetzt werden): Schwermetalle, Farbstoffe, Phenole, Pestizide, Tenside usw.
• Öle und Fette.
• Gesamtgehalt an suspendierten Feststoffen (SST).
• Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB).
• Biologischer Sauerstoffbedarf (_BSB₅).
• Hohe Werte für den Gesamtgehalt an gelösten Feststoffen (TDS).
• In der Regel nährstoffarm (Stickstoff und Phosphor).
• Praktisch frei von Krankheitserregern.
• Hoher Chlorgehalt und hoher Salzgehalt.

Farbstoffesind die umweltschädlichsten Stoffe, da sieerhebliche Auswirkungen auf die Umwelt haben:

• Sie verringern den Sauerstoffgehalt in Gewässern, indem sie das Licht abschirmen, was zu fauligen Zuständen führt.
• Sie wirken bei Tieren und Menschen mutagen und karzinogen.
• Sie sind giftig für Pflanzen, da sie die Photosynthese hemmen.
• Hohe SDT-Werte führen zu einem Anstieg des Salzgehalts und verändern den natürlichen pH-Wert des Wassers.

1.2. Typische Zusammensetzung des Abwassers aus der Textilindustrie

Die Herstellung von Textilprodukten erfolgt in verschiedenen Schritten, wobei in jedem einzelnen Schritt Abwasser mit spezifischen Eigenschaften anfällt. Um das gesamte in einem Industriebetrieb anfallende Abwasser behandeln zu können, wirddas Abwasser aus allen Prozesslinien homogenisiert.

Die Eigenschaften des Abwassers hängen von der Art der verarbeiteten Fasern, den Verarbeitungsschritten und den eingesetzten Maschinen ab.

Die gängigsten Phasen und die Eigenschaften des in jeder dieser Phasen anfallenden Abwassers sind in der folgenden Tabelle aufgeführt:

Tabelle 1. Eigenschaftendes in den einzelnen Stufen eingeleiteten Wassers. In der Regel wird eine Homogenisierung vorgenommen, um alle Abwässer gemeinsam zu behandeln.

Etappe	Eigenschaften	pH-Wert	Gelöste Feststoffe (mg/l)	Schwebstoffe (mg/l)	Farbe	BSB5 (mg/l)	CSB (mg/l)	Chloride (mg/l)	Sulfate (mg/l)
Waschen	Erhöhter BSB₅-Wert, Biozide, Desinfektionsmittel, Insektizide, Soda, Seifen, Lösungsmittel.	9–14	12.000–30.000	1000–2000	-	2500–3500	10.000–20.000	-	-
Geldwäsche	Wasserstoffperoxid, Stabilisatoren, hohe Basizität	8–11	2500–11000	200–400	-	100–500	1200–1600	-	-
merzerisiert	Hohe Basizität, Soda	8–10	2000–2600	600–1900	kräftige Färbung	50–120	250–400	350–2000	100 – 350
Färbung und Veredelung	Schwermetalle, hoher Salzgehalt, Tenside, Farbstoffe, hohe organische Belastung, Lösungsmittel, Säuren und Laugen, Schwebstoffe, Wachse, Harze.	1–10	1500–4000	50–350	kräftige Färbung	100–400	400–1400	-	-

In der Regel wird das Wasser aus den einzelnen Produktionsstufen in einem Misch- und Homogenisierungsbehälter zu einem einzigen Abwasserstrom zusammengefasst. Auf diese Weise entsteht ein einziger Abwasserstrom, für den die Kläranlage ausgelegt wird.

Tabelle 2. Richtwertefür das gesammelte Abwasser in der Textilindustrie.

Parameter	Wert	Einheiten
pH-Wert	10	-
Leitfähigkeit	1380	µS/cm
Temperatur	20 – 40	ºC
COT	620	mg/l
SST	160	mg/l
COD	1650	mg/l
DBO5	460	mg/l
Farbe	2900	Hazen-Einheit
Gesamtphosphor	1,5	mg/l
Gesamtstickstoff	25	mg/l
Chloride	1300	mg/l

2. Aufbereitung und Wiederverwendung von Abwasser aus der Textilindustrie

Die beiden Hauptziele bei der Abwasserbehandlung in der Textilindustrie, sei es zur Einleitung oder zur Wiederverwendung, sind:

• Entfernung organischer Stoffe.
• Entfärbung (beispielsweise von Farbstoffen und anderen Verunreinigungen).

Die Errichtung einerVor-Ort-Kläranlage – alsoeiner dezentralen Kläranlage – ist eine Investition, die den Betrieb und die Nachhaltigkeit der Anlage mittel- und langfristig sicherstellt.

Die wichtigsten Vorteile derdezentralen Abwasserbehandlungsind:

• Ermöglicht die Abwasserbehandlung direkt am Entstehungsort und spart so Kosten für den Transport im Abwassernetz sowie die damit verbundenen Abgaben
• Ermöglicht die Wiederverwendung des aufbereiteten Wassers in der Produktionsstätte selbst.
• Die Übernutzung der Wasserressourcen wird deutlich verringert
• Dies trägt dazu bei, Kostenfür die Infrastruktur zur Oberflächenwassergewinnung einzusparen.

Auch wenn für jeden Einzelfall eine individuelle Prüfung zur Auswahl der erforderlichen Technologien erforderlich ist, sind die gängigsten Schritte bei der Abwasserbehandlung in der Textilindustrie die folgenden:

• Sieben zum Entfernen von groben Feststoffen (Fasern, Flusen, Feststoffstücke usw.).
• Entfernung von Ölen und Fetten, insbesondere aus Abwässern der Wollverarbeitungsindustrie.
• Die Homogenisierung ist unerlässlich, um Schwankungen im Durchfluss und in der Schadstoffkonzentration auszugleichen, die bei den in den verschiedenen Phasen des Produktionsprozesses anfallenden Abwässern auftreten. Sie ermöglicht zudem die Abkühlung des Abwassers, wenn dieses mit hohen Temperaturen eintrifft.
• Neutralisierung, d. h. die Einstellung des pH-Werts, um den ordnungsgemäßen Ablauf der nachfolgenden Schritte zu gewährleisten.
• Physikalisch-chemische Behandlung zur Entfernung von Farbstoffen, Feststoffen und Fetten. Dabei kommen Technologien wie Koagulation und Flockung, Oxidation und Filtration zum Einsatz.
• Biologische Behandlung zur Entfernung organischer Stoffe. Es kommen Belebtschlammverfahren zum Einsatz.
• Tertiäre Abwasserbehandlung zur intensiven Entfernung von Farbstoffen und schwer abbaubaren organischen Verbindungen. Ermöglicht die Wiederverwendung des Wassers. Dabei kommen Membran- und Filtertechnologien oder Verdampfung zum Einsatz.

2.1. Physikalisch-chemische Vorbehandlung: Entfernung von Farbe, Feststoffen und Fetten

Die wichtigsten Ziele einer Vorbehandlung sind folgende:

• Gleichmäßige Verteilung der Durchflussmengen und Senkung der Temperatur.
• Die Konzentration der Schwebstoffe verringern.
• Entfernung von Fetten und Ölen.
• Einstellung des pH-Werts.

Im Allgemeinen kommen zwei Arten von Technologien zum Einsatz:

• Chemische Oxidation und fortgeschrittene Oxidation.
• Physikalisch-chemische Prozesse.

2.1.1. Chemische Oxidation und fortgeschrittene Oxidation

Technologien der chemischen Oxidation und der fortgeschrittenen Oxidation eignen sich ideal für die Wasserwiederverwendung, da sie eine hohe Leistungsfähigkeit bei der Entfernung von organischen Stoffen und Farbe bieten. Sie sind einfach anzuwenden und ermöglichen den Abbau toxischer Stoffe.

Bei chemischen Oxidationsprozessen kommen Oxidationsmittel wie Ozon (_O₃) oder Wasserstoffperoxid (_H₂O₂) zum Einsatz. Bei fortgeschrittenen Oxidationsprozessen entsteht das Hydroxylradikal (·OH), ein starkes Oxidationsmittel.

In Tabelle 3 sind die wirksamsten chemischen und fortschrittlichen Oxidationsverfahren für die Abwasserbehandlung in der Textilindustrie aufgeführt.

Tabelle 3.Chemische Oxidationsverfahrenund fortgeschrittene Oxidationsverfahren zur Behandlung von Abwässern aus der Textilindustrie.

Oxidationsprozess	Leistung
TiO₂/UV/H₂O₂	Farbentfernung zwischen 65 und 100 %. Entfernung von 60 % des TOC.
Ozonisierung (O3)	Entfernung von >95 % der Farbe. Entfernung von >60 % des CSB.
H₂O₂in subkritischem Wasser (150–200 °C)	Vollständige Entfernung der Farbe.
Fenton-Verfahren (Fe(II) +H₂O₂)	Entfernung von >96 % der Farbe. Entfernung von 40 % des TOC.
Elektro-Fenton	Vollständige Entfernung der Farbe. Entfernung von 89 % des CSB.
Elektrochemische Oxidation (Elektrolysezelle)	Entfernung von >95 % der Farbe. Entfernung von >70 % des CSB. Entfernung von >95 % des TOC.
Hypochlorit ClO₂	Entfernung von >95 % der Farbe. Entfernung von >95 % des CSB.

2.1.2. Physikalisch-chemische Prozesse

Durch Koagulation und Flockung lassen sich Schwebstoffe und kolloidale Stoffe (bis zu 95 %) sowie die damit verbundenen CSB- und_BSB₅-Werte(zwischen 60 und 80 %) entfernen. Zudem werden Trübung (zu über 70 %) und Farbe (zu über 90 %) beseitigt.

Die wirksamsten Flockungsmittel für die Textilindustrie sind Salze von Aluminium (darunter Aluminiumchlorid) und Eisen (in der Regel Eisen(III)-chlorid).

Nach der Koagulations- und Flockungsphase wird eine Flotationsanlage mit aufgelöster Luft (DAF) zur Abscheidung der gebildeten Flocken in Betrieb genommen.

Aktivkohlefilter werden ebenfalls in der Vorbehandlungsstufe eingesetzt, da sie Farbstoffe und giftige Verbindungen zurückhalten, damit diese die anschließende biologische Behandlung nicht beeinträchtigen.

2.1.3. Flotation mit gelöstem Luft

Wir bei Sigmadaf sind Experten für die Planung und den Bau von DAF-Anlagen, einschließlich kompakter „Plug-and-Play“-Systeme. Wir konzipieren jede Anlage individuell entsprechend den Anforderungen und Eigenschaften des zu behandelnden Wassers:

Dank unserer breiten Modellpalette können Durchflussmengen von 5 m³/h bis 1.000^m³/h und Schlammgehalte von bis zu 40 kg Feststoffen pro^m² behandelt werden.

Unser Angebot an DAF-Systemen umfasst folgende Modelle:

• SIGMA DAF FPAC: Durchflussmengen von 5 bis 160^m³/hbei sehr hoher Feststoffbelastung. Querstromanlage mit hoher Leistung.

SIGMA DAF FPBC:Durchflussmengen von 10 bis 250 m³/h bei geringer bis mittlerer Feststoffbelastung. Hochleistungsanlage mit Gegenstromdurchfluss.

SIGMA DAF FPHF: Durchflussmengen von 200 bis 1000 m³/h bei sehr hohem Feststoffgehalt. Die Anlage kombiniert Gegenstrom- und Querstromstrom.

COMPACT DAF: Kompaktanlagen, die ein Koagulations-Flockungssystem und eine Flotationsanlage umfassen. Sie werden auf einem Skid installiert. Platz- und energiesparend.

Vorteile der SIGMA DAF-Geräte:

• Gleichbleibend hohe Qualität des geklärten Wassers.
• Schnelle Inbetriebnahme.
• Minimale Schlammbildung (Schlammkonzentrationen von bis zu 5 %, was deutlich über den Werten herkömmlicher Absetzbecken liegt).
• Einfach zu bedienen dank einfacher, anpassungsfähiger und effizienter Steuerungssysteme.
• Bewährte, flexible und robuste Technologie.

2.2. Biologische Behandlung: Entfernung organischer Stoffe

Bei der biologischen Behandlung werden organische Stoffe und Nährstoffe durch die Wirkung von Mikroorganismen unter verschiedenen Sauerstoffbedingungen abgebaut.

Es gibt zahlreiche Ausführungen von biologischen Reaktoren, wobei Membranbioreaktoren, auch als MBR-Systeme bekannt, die beste Leistung bei der Abwasserbehandlung in der Textilindustrie bieten. MBR-Reaktoren kombinieren den biologischen Behandlungsprozess mit Ultrafiltrationsmembranen.

Membranbioreaktoren ermöglichen eine intensive biologische Behandlung, wodurch die Verweildauer der Zellen verlängert und mit sehr hohen Biomassekonzentrationen gearbeitet werden kann, was die Entfernung langsam abbaubarer Stoffe erleichtert.

Der biologische Prozess kann aerob, anoxisch oder anaerob ablaufen. Bei Abwässern aus der Textilindustrie wird üblicherweise eine aerobe Behandlung angewendet.

Durch den Einsatz von Ultrafiltrationsmembranen lassen sich im Reaktor sehr hohe Biomassekonzentrationen von 6000 bis 12000 mg/l MLSS(Mixed Liquor Suspended Solids)erreichen, dieweit über der Konzentration liegen,die mit einem herkömmlichen Belebtschlammsystem mit nachgeschaltetem Absetzbecken erzielt wird. Dies führt zu einer hohen Leistungsfähigkeit des biologischen Prozesses, da er den Betrieb bei hohen volumetrischen Belastungen ermöglicht und gleichzeitig eine minimale Schlammproduktion aufweist, die weit unter der von herkömmlichen biologischen Verfahren liegt.

Bei einer MBR-Anlage kann die Entfernung von CSB und_BSB₅in der Textilindustrie über 90 % betragen, wobei dies stets von der schwer abbaubaren Beschaffenheit der Farbstoffe abhängt, die entweder in einer Vorbehandlung oder durch eine spezielle Tertiärbehandlung mit Filtern oder Membranen entfernt werden können.

Der einzigartige Vorteil eines MBR-Systems besteht darin, dass es die biologische Behandlung mit der Membrantechnologie kombiniert, wodurch sowohl biologisch abbaubare als auch schwer abbaubare CSB-Stoffe entfernt werden können. Darüber hinaus ermöglichen die Membranen, die als tertiäre Behandlung fungieren, diesofortige Wiederverwendung des Wassers (Permeat) und die Rückgewinnung von Produkten (Retentat). Für eine wesentlich intensivere Reinigung kann der MBR durch Umkehrosmose-Membrantechnologie als tertiäre Behandlung ergänzt werden.

Ausführliche Informationen zu diesem Verfahren finden Sie im Artikel„Anwendung von CAF, DAF, MBR und Umkehrosmose bei der Aufbereitung und Wiederverwendung von Abwasser aus der Kosmetikindustrie“im Abschnitt „2.3. MBR-Membranbioreaktor (Ultrafiltration)“.

Merkmale der MBR-Reaktoren von Sigmadaf:

• Kontinuierliche Ableitung von geklärtem Abwasser.
• Vollständige Abscheidung des Schlamms.
• Vollständig von Schwebstoffen und Partikeln befreit.
• Abbau organischer Stoffe zu über 90 %.
• Sehr hohe erreichbare Biomassekonzentrationen im Reaktor: 6.000 – 12.000 mg/l MLSS.
• Geringere Reaktorvolumina, was Platz- und Energieeinsparungen mit sich bringt.
• Hohe Beständigkeit gegen Oxidationsmittel.
• Sehr hohe Qualität des behandelten Abwassers, das für die Wiederverwendung geeignet ist.
• Minimierte Schlammbildung.

Sigmadaf entwickelt und baut modulare MBR-Anlagen, bei denen zusätzliche Membranmodule nachgerüstet werden können, sowie kompakte MBR-Anlagen, bei denen der Reaktionsbereich und der Filterbereich in einer einzigen Anlage vereint sind.

Die kompaktenSIGMASMBR-Geräte bieten folgende Vorteile:

• PLUG&PLAY-Lösung.
• Geräte von hoher Zuverlässigkeit und Langlebigkeit.
• Das Ergebnis ist ein Abwasser von optimaler und gleichbleibender Qualität, das zur Wiederverwendung geeignet ist.
• Kompakte Anlage, die den modularen Einbau von Ultrafiltrationsmembranen ermöglicht.
• Einfache Bedien- und Steuerungssysteme.
• Hohe Beständigkeit gegen Oxidationsmittel.
• Die SIGMA-SMBR-Anlagen können Durchflussmengen von 20 bis 100 m³/Tag behandeln.

2.3. Tertiäre Behandlung: Intensive Entfernung von Farbstoffen und schwer abbaubaren organischen Verbindungen; Wiederverwendung des Wassers

Die Tertiärbehandlungen können durch Adsorption/Absorption oder fortschrittliche Membranfiltration erfolgen. Diese Verfahren ermöglichen die vollständige Entfernung von Farbe, Trübung und schwer abbaubaren Schadstoffen, wodurch Wasser entsteht, das für die Wiederverwendung geeignet ist.

Adsorption/Absorption: Sandfilterund Aktivkohlefilter.

Fortschrittliche Membranfiltration:Fortschrittliche Membranverfahrenwerden mit biologischen Verfahren kombiniert oder, wenn auf die biologische Stufe verzichtet wird, mit Koagulations- und Flockungsverfahren. Die Sequenz, die sich als am wirksamsten erwiesen hat, ist der Einsatz der Ultrafiltration (Membranen, die in der Regel Teil eines MBR-Systems sind), gefolgt von der Umkehrosmose.

Durch den Einsatz von Umkehrosmosemembranen lässt sich ein farbstofffreies Permeat gewinnen, das zurWiederverwendung geeignet ist. Im Konzentrat hingegen werden die Farbstoffe zurückgehalten, die in den industriellen Prozess zurückgeführt werden können und somit nicht mehr als Abfall anfallen, sondern wieder zu einem Verbrauchsmaterial werden.

3. Erfolgsgeschichten von SIGMA in der Textilindustrie

Bei Sigmadaf verfügen wir über umfangreiche Erfahrung in der Abwasserbehandlung in der Textilindustrie.

Wenn Sie weitere Informationen zu den von Sigmadaf angebotenen Lösungen wünschen, können Sie uns gerne über das Formular auf der rechten Seite kontaktieren oder eine E-Mail aninfo@sigmadafclarifiers.com senden.

Im Folgenden werden zwei Erfolgsbeispiele vorgestellt.

3.1. Aufbereitung und Wiederverwendung von Abwasser aus der Textilindustrie mittels DAF-Technologie. Fallbeispiel ACAPERSA.

Jahr:2011

Projektstandort:TextilunternehmenACAPERSA, Valencia.

Ziele:Planung und Errichtung einer Kläranlage, die Wasser von sehr hoher Qualität für dieWiederverwendung liefert und die Einhaltung der Einleitungsvorschriften gewährleistet.

Installierte Geräte:

• Physikalisch-chemisches Koagulations- und Flockungssystem.
• SIGMA DAF FPBC, Modell CPF.

Leistung:5^m³/h.

Tabelle 4. Eigenschaftendes Abwassers und Durchsatz.

CSB (mg/l)	SST (mg/l)	Trübung (NTU)
11630	470	2890

COD	SST	Trübung
90%	95%	96%

Das Abwasser der Textilindustrie zeichnet sich durch einen hohen Gehalt an Schwebstoffen, CSB, Farbe und Trübung aus. 

Im Fall von ACAPERSA entwirft und baut Sigmadaf die Vorbehandlung für das Abwasser aus dem Produktionsprozess. Diese Vorbehandlung umfasst einen physikalisch-chemischen Prozess, der aus einem Koagulations- und Flockungssystem besteht, gefolgt von einer DAF-Anlage vom Typ FPBC, Modell CPF.

Die von SIGMA entwickelte und installierte Vorbehandlung erreicht einen CSB-Abbau von 90 %, eine Entfernung von Schwebstoffen von 95 % sowie eine Trübungs- und Farbreduktion von 96 %. Diese hohen Wirkgrade werden durch die präzise Dosierung der Reagenzien und die spezielle Konstruktion der FPBC-CPF-Anlagen erreicht.

Die Dosierung der Reagenzien wird nach Jar-Test-Versuchen mit Proben des in der ACAPERSA-Anlage anfallenden Abwassers festgelegt. In diesem Fall werden Aluminiumchlorid und ein kationisches Polyelektrolyt eingesetzt, die eine optimale Bindungsaffinität zu den im Wasser enthaltenen Schwebstoffen und Partikeln aufweisen.

Unsere DAF-Systeme bieten folgende Merkmale:

• Gleichbleibend hohe Qualität des geklärten Wassers.
• Schnelle Inbetriebnahme.
• Minimale Schlammbildung (Schlammkonzentrationen von bis zu 5 %, was deutlich über den Werten herkömmlicher Absetzbecken liegt).
• Einfach zu bedienen dank einfacher, anpassungsfähiger und effizienter Steuerungssysteme.
• Bewährte, flexible und robuste Technologie.

3.2. Aufbereitung und Wiederverwendung von Abwasser aus der Textilindustrie mittels biologischer Behandlung, DAF-System und tertiärer Behandlung. Fallbeispiel COLORTEX.

Jahr:2008

Standort des Projekts:TextilunternehmenCOLORTEX, Valencia.

Ziele:Planung und Errichtung einer Kläranlage zur Gewinnung von Wasser höchster Qualität, das im Produktionsprozess wiederverwendet werden kann und zudem die Einleitungsvorschriften erfüllt.

Installierte Geräte:

• Biologischer Schlammmantelreaktor.
• Inline-Flockungsanlage PFL-140.
• SIGMA DAF FPAC-160 Klärbecken.
• Sandbettfilter (Tertiärbehandlung).
• Thermische Trocknungsanlage (Schlammbehandlung)

Leistung: 150^m³/Stunde.

Tabelle 5. Abwassermerkmale und Leistung des COLORTEX-Erfolgsbeispiels.

CSB (mg/l)	SST (mg/l)	Trübung (NTU)
4073	5000	>500

COD	SST	Trübung
95%	95%	90%

Die Behandlung umfasst:

Bioreaktor mit Schlammmantel: DieKonstruktion in Form eines umgekehrten Kegels ermöglicht die Bildung eines Schlammfilters und sorgt für eine wesentlich effektivere Trennung von Schlamm und Wasser als bei einem herkömmlichen Absetzbecken. Die Filtration durch den Schlammmantel ermöglicht die Durchführung aller Umwandlungsprozesse im selben Reaktor: Aktivierung, Nitrifikation, Denitrifikation und Phosphorentfernung. Dadurch wird der Platzbedarf reduziert und die Betriebs- und Wartungskosten gesenkt.

Inline-Flockungsanlage PFL-140: Diesesphysikalisch-chemische System wird auf das Abwasser aus dem biologischen Reaktor angewendet. Im PFL-System finden die Prozesse der Koagulation, Flockung, Demulgierung, Fällung und pH-Regulierung statt. Alle diese Vorgänge laufen unter genau definierten und streng kontrollierten Bedingungen ab.

Die Dosierung der Reagenzien wird anhand von Jar-Test-Versuchen mit Wasserproben am Ausgang des biologischen Reaktors festgelegt. Im Fall von COLORTEX wird ein kationisches Polyelektrolyt eingesetzt.

Die Vorteile sind:

• Keine Wartungskosten.
• Keine beweglichen Teile.
• Hochwertige und langlebige Materialien.
• Ohne zusätzlichen Energieaufwand.
• Bildung gleichmäßiger Flocken.
• Kompaktes Gerät.
• Vollständige Kontrolle über die Prozessbedingungen.

SIGMA DAF FPAC-160-Klärbecken:Bei diesem System handelt es sich um einen Querstromabscheider mit geringer Bauhöhe, bei dem durch die Einleitung von Mikro-Luftblasen die im Flockungsbecken gebildeten Flocken abgeschieden werden und ein von Schwebstoffen, Trübung und Farbe freies Klärwasser gewonnen wird.

Das FPAC-System ermöglicht die Aufbereitung von Abwasser mit hohem Feststoffgehalt. Es handelt sich um ein kompaktes System, das über ein einzigartiges System zur Entwässerung und Schlammabscheidung verfügt, wodurch eine Schlammkonzentration von bis zu 5 % erreicht werden kann. Die Anlage ist wartungsarm und einfach zu bedienen. Diese Systeme können speziell für jede Art von Abwasser ausgelegt werden.

Sandbettfilter: Er wird als tertiäre Aufbereitung zur Wiederverwendung des Wassers im Produktionsprozess eingesetzt. Diese Filter ermöglichen es, aufbereitetes Wasser in einer Qualität zu gewinnen, die für die Rückführung als Rohstoff in den Textilprozess ausreicht. Es handelt sich um eine robuste, hochbelastbare und hochwertige Anlage, die über eine Schalttafel verfügt, die eine einfache Bedienung ermöglicht. Mit dieser tertiären Aufbereitung wird eine Null-Einleitung erreicht und Abfall in eine Ressource umgewandelt.

Außerdem wird die Schlammbehandlung mittels thermischer Trocknung mit einem hocheffizienten Zyklonspiralsystem konzipiert. Diese Technologie ermöglicht das Trocknen, Kondensieren, Entwässern und Sterilisieren bis hin zu einer vollständigen Endtrocknung.

Die von SIGMA konzipierte und installierte Anlage erreicht einen CSB-Abbau von 95 %, einen Abbau der Schwebstoffe von 95 % sowie eine Trübungs- und Farbreduktion von 90 %.

4. Rechtlicher Rahmen

Im Folgenden finden Sie eine Zusammenstellung der derzeit geltenden Vorschriften und Gesetze zur Abwasserableitung auf europäischer und spanischer Ebene.

Sowohl der Abwasserentsorger als auch das Ingenieurbüro, das den Entwurf für die Kläranlage erstellt, müssen diese Gesetze kennen, um den erforderlichen Umfang und die geforderten Leistungsmerkmale festlegen zu können.

Europäisches Recht:

• Richtlinie 91/271/EWG des Rates vom 21. Mai 1991 über die Behandlung von kommunalem Abwasser.
• Richtlinie 2010/75/EU des Europäischen Parlaments und des Rates vom 24. November 2010 über Industrieemissionen (integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung).

Spanische Gesetzgebung:

• Königliches Gesetzesdekret 11/1995 vom 28. Dezember zur Festlegung der Vorschriften für die Behandlung von kommunalen Abwässern.
• Königlicher Erlass 509/1996 vom 15. März zur Durchführung des Königlichen Gesetzeserlasses 11/1995 vom 28. Dezember, mit dem die Vorschriften für die Behandlung von kommunalen Abwässern festgelegt werden.
• Beschluss des Staatssekretariats für Wasser und Küsten vom 25. Mai 1998 zur Ausweisung von „sensiblen Gebieten“ in den gemeinschaftsübergreifenden Einzugsgebieten.
• Königliches Gesetzesdekret 1/2001 vom 20. Juli zur Verabschiedung der Neufassung des Wassergesetzes.
• Beschluss vom 1. Juli 2006 des Generalsekretariats für Raumordnung und Biodiversität zur Ausweisung von Schutzgebieten in gemeinschaftsübergreifenden Einzugsgebieten.
• Königliches Dekret 1620/2007 vom 7. Dezember zur Festlegung der rechtlichen Rahmenbedingungen für die Wiederverwendung von gereinigtem Abwasser.
• Verordnung ARM/1312/2009 vom 20. Mai zur Regelung der Systeme zur wirksamen Kontrolle der von Wassernutzungsanlagen im öffentlichen Wasserbereich verbrauchten Wassermengen, der Rückführungen in den öffentlichen Wasserbereich sowie der Einleitungen in diesen.
• Beschluss vom 30. Juni 2011 des Staatssekretariats für ländliche Angelegenheiten und Wasser, mit dem die empfindlichen Gebiete in den gemeinschaftsübergreifenden Einzugsgebieten ausgewiesen werden.
• Verordnung AAA/2056/2014 vom 27. Oktober zur Genehmigung der amtlichen Muster für den Genehmigungsantrag und die Einleitungserklärung.
• Königliches Dekret 817/2015 vom 11. September zur Festlegung der Kriterien für die Überwachung und Bewertung des Zustands der Oberflächengewässer sowie der Umweltqualitätsnormen.

5. Literaturverzeichnis

Altinbas U., Dokmeci S., Baristiran A. 1995. Studie zur Behandelbarkeit von Abwasser aus der Textilindustrie. Environmental Technology. 16, 389–394.

Bolaños R.A. 2010. Vorschlag zur Rückgewinnung von Abwasser aus der Textilindustrie. Fakultät für Ingenieurwesen und Architektur. Fachbereich Chemieingenieurwesen. Universität von El Salvador.

Buscio V. 2015. Aufbereitung und Wiederverwendung von Abwässern aus der Textilindustrie mittels Membrantechniken. Fachbereich Textil- und Papiertechnik. Polytechnische Universität Katalonien.

Ciardelli G., Corsi L., Marcucci M. 2000. Membrantrennung zur Wiederverwendung von Abwasser in der Textilindustrie. Resources, Conservation and Recycling. 31, 189–197.

Technologieheft Nr. 18: Abwassermanagement in der Textilindustrie. V. López und M. Crespi, 2015. Institut für Textilforschung und industrielle Zusammenarbeit der Polytechnischen Universität Katalonien.

Ergas S., Therriault B., Reckhow D. 2006. Bewertung von Technologien zur Wasserwiederverwendung in der Textilindustrie. Journal of Environmental Engineering. 132, 315–323.

Fluence News Team. 2019. Wassernutzung und -aufbereitung in der Textilindustrie.