GKD MAXflow Chemieindustrie-2

Abwasserfiltration in der Chemieindustrie
Individuelle Filtrationsleistung
Filterschlamm als Briketts
und
Entsorgung
von
Im Chemiepark Marl – dem drittgrößten deutschen Industriepark
seiner
Art
–
fallen
unter
anderem
auch
quecksilberbelastete
Abwasserströme an, die stark in Zusammensetzung und Menge
variieren
können.
Diese
Bedingungen
stellen
die
Abwasserentquickung, die am dortigen Standort der PVC-Produzent
VESTOLIT GmbH & Co. KG übernimmt, vor die Herausforderung, auf
die variierenden Verschmutzungsgrade jederzeit optimal zu reagieren.
Um
die
bei
der
Filtration
entstehenden
Filtrationsrückstände
fachgerecht zu entsorgen, ist zudem ein kompliziertes Handling
erforderlich. Im Zuge der Neuerrichtung der Entquickungsanlage
entschied sich der integrierte Standortdienstleister Infracor GmbH in
Zusammenarbeit mit seinem Kunden VESTOLIT für den Einbau
mehrerer MAX Flow®-Filter mit integrierter Schlammverpressung der
Firma GKD – Gebr. Kufferath AG.
Im
Chemiepark
Marl
sind
auf
einer
Gesamtfläche
von
6,5
Quadratkilometern im Norden des Ruhrgebiets rund 30 Unternehmen mit
rund 100 Produktionsanlagen, drei Kraftwerken sowie zwei Kläranlagen
ansässig. Der Chemie- und Dienstleistungsstandort ging aus der
ehemaligen Chemische Werke Hüls AG hervor und bietet heute rund
10.500 Menschen einen Arbeitsplatz. Nachdem 1999 die Hüls AG mit der
Degussa AG fusioniert hatte, fanden diverse Umstrukturierungsprozesse
statt. Als Betreibergesellschaft fungiert der integrierte Standortdienstleister
Infracor GmbH, eine Degussa-Tochtergesellschaft, die sich mit rund 2.500
Mitarbeitern um alle Belange der ansässigen Unternehmen kümmert. Dazu
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zählen neben der Ver- und Entsorgung, Logistik und Technik auch Services
aus den Bereichen Sicherheit, Umweltschutz und Kommunikation.
400.000 Tonnen PVC pro Jahr
Eines der Unternehmen, das die Dienste der Infracor GmbH in Anspruch
nimmt,
ist
die
VESTOLIT
GmbH
&
Co.
KG.
Die
ehemalige
Tochtergesellschaft der Hüls AG wurde 1999 von der damaligen DegussaHüls AG an eine private Investorengruppe unter Führung der Firma
Candover Partners Ltd. verkauft. VESTOLIT betreibt im Chemiepark Marl
die größten, voll integrierten Polyvinylchlorid(PVC)-Produktionsanlagen in
Europa mit einer Kapazität von 400.000 Tonnen pro Jahr und beschäftigt
650 Mitarbeiter. Integriert bedeutet hier, dass die PVC-Produktion
ausgehend von Energie und den Rohstoffen Ethylen und Steinsalz über die
Zwischenprodukte Ethylendichlorid (EDC) und Vinylchlorid (VCM) bis hin
zum Endprodukt Polyvinylchlorid (PVC) an einem Standort erfolgt. Der
Marktführer für PVC-Fensterprofile und Pasten-PVC zur Herstellung von
Bodenbelägen, Planenstoffen und Kfz-Unterbodenschutz sitzt in mehreren
über das Gelände verteilten Gebäuden. Als Randbemerkung hier der
Hinweis:
adidas+Teamgeist™,
der
offizielle
Ball
der
FIFA
Weltmeisterschaftsball 2006™ enthält 20 Gramm Weich-PVC.
Ein Schlüsselprodukt für die deutsche chemische Industrie – so auch für
die PVC-Produktion in Marl – ist Chlor, mit dem etwa 60 Prozent ihres
Umsatzes verbunden sind. Chlor ist überaus reaktiv, besitzt hohe
chemische Energie, fördert die Herstellung wichtiger Zwischenprodukte und
verleiht bestimmten Molekülen spezifische positive Eigenschaften. Auch
der Werkstoff PVC profitiert vom Chloranteil, der ihn unter anderem
witterungsbeständig, stabil und langlebig macht. Chlor kommt jedoch nicht
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als freies Element in der Natur vor, sondern hauptsächlich in Form von
Salzen – entweder als Feststoff in unterirdischen Lagerstätten oder gelöst
im Meerwasser. Dort ist es mit Natrium als Steinsalz gebunden.
PVC-Produktion mit neuer Membranelektrolyse
VESTOLIT benötigt für die PVC-Produktion jährlich bis zu 450.000 Tonnen
Salz. Durch die Alkalichlorid-Elektrolyse nach dem Amalgamverfahren wird
die wässrige Salz-Wasser-Lösung (Sole) mit Hilfe von Elektrizität in seine
Hauptbestandteile Chlor und Natrium aufgespalten. Dabei kommt ein
Quecksilberfilm als Kathode zum Einsatz. Umgesetzt mit Wasser,
entstehen aus dem Natrium die Koppelprodukte Natronlauge und
Wasserstoff. Seit inzwischen über 65 Jahren wird am Standort Marl Chlor
nach dem Amalgamverfahren hergestellt. Im Rahmen des größten
Investitionsprojekts der Unternehmensgeschichte in Höhe von 100
Millionen Euro wird das Amalgamverfahren jetzt bis zum Herbst 2007 durch
das neue umweltfreundlichere (weil quecksilberfreie) Membranverfahren
ersetzt und nachfolgende Produktionsanlagen in ihrer Kapazität erweitert.
Der Bau der neuen Membranelektrolyse mit einer Kapazität von 290.000
Tonnen
Natronlauge
und
260.000
Tonnen
Chlor
sowie
einem
Investitionsvolumen von 80 Millionen Euro stellt das größte Einzelprojekt
dar. Die Umstellung ermöglicht Einsparungen im Stromverbrauch von ca.
26 Prozent und so einen erheblich verminderten CO2-Ausstoß.
Hauptkontraktor für die neue Membranelektrolyse ist die Dortmunder
UHDE GmbH. Daneben beauftragte VESTOLIT den Standortdienstleister
Infracor GmbH mit der Einbindung der neuen Elektrolyse in die
Standortinfrastruktur. Dazu zählt neben der Versorgung mit Energien und
Hilfsstoffen auch der Bau einer neuen Abwasserentquickung. Diese reinigt
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neben Wässern aus den Anlagen der VESTOLIT auch die bei anderen
ansässigen
Unternehmen
und
Produktionsbetrieben
anfallenden
quecksilberhaltigen Abwässer (zum Beispiel aus Klärschlamm- und
Sonderabfallverbrennung). Das entquickte Abwasser wird dann zusammen
mit
den
Fabrikationsabwässern
Chemieunternehmen
Schwankungen
Betriebszustand
in
den
Kläranlagen
Zusammensetzung
der
aus
einspeisenden
des
und
den
verschiedenen
Standortes
Menge
Anlagen
sind
zugeführt.
je
nach
vorprogrammiert.
Kennzeichnend sind weiterhin sehr hohe Konzentrationsspitzen von
Salzen, die besondere Ansprüche an die Korrosionsfestigkeit der Anlage
stellen. Durch starke Regenfälle kann die Schadstoffbelastung des
Abwassers aber ebenso schnell auch einmal sinken, wobei dann
gleichzeitig große Durchsätze sicher behandelt werden müssen.
Abwasserentquickung bei VESTOLIT
Die Abwasserreinigung gliedert sich in drei wesentliche Schritte: Zunächst
wird das gesammelte, sehr heterogen zusammengesetzte Abwasser
konditioniert, das heißt auf einen einheitlichen pH-Wert eingestellt. In einem
zweiten Schritt erfolgt die Zugabe von Natriumsulfid, wobei das im
Abwasser gelöste Quecksilber in das ungefährliche Quecksilbersulfid
(Zinnober) umgewandelt wird. Um das ausgefällte Quecksilbersulfid aus
dem Wasser zu entfernen, wird in der Anschwemmfiltration das
Filterhilfsmittel Aktivkohle im dritten Schritt zugesetzt. So werden neben
dem Quecksilber auch andere eventuell enthaltene Schwermetalle
gebunden. Der Anschwemmfiltration ist noch eine Membranfiltration als
Polier- und Polizeifilter nachgeschaltet. Bisher wurde diese Funktion durch
zwei
manuell
anzuschwemmende
und
hintereinandergeschaltete
Filterstufen erledigt. Dabei fiel am Ende der Filtration ein noch sehr
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flüssiger Schlamm an, der zur Entsorgung händisch in Fässer umgefüllt
werden musste.
Hans-Dieter
Grütering,
44,
bei
Infracor
im
Bereich
Strategische
Partnerschaften des Geschäftsgebietes Technik zuständig für Projekte, ist
der
verantwortliche
Abwasserentquickung“.
Projektmanager
Er
war
im
für
das
Teilprojekt
„Neue
Zuge
der
Neuerrichtung
der
Abwasserreinigung in den bestehenden Anlagengerüsten auf der Suche
nach
einem
Filtrationssystem,
Verschmutzungsgrade
mit
das
Volumina
zum
reagiert
einen
und
auf
variierende
gleichzeitig
die
Filtrationsrückstände gepresst zur Verfügung stellt. Hans-Dieter Grütering
hatte klare Zielvorstellungen: „Wichtig war es, den Mitarbeitern vor Ort die
körperlich anstrengende Arbeit zu erleichtern. Bis dato mussten sie in den
Prozess von der Anschwemmung bis zur Entsorgung des flüssigen
Schlamms manuell eingreifen.“ Daneben sollten durch ein stichfestes
Abfallprodukt die Transportkosten gesenkt werden und im Sinne der
Betriebssicherheit und Leistung ein optimaler Durchsatz gute Qualität
ermöglichen.
GKD als kompetenter Systemanbieter
Unter dem Stichwort „Filtration inklusive Brikettierung“ führte die Suche
Hans-Dieter Grütering im Frühjahr 2004 auf die Website von GKD, und so
nahm er Kontakt zum dortigen Geschäftsbereich SOLID WEAVE auf.
Bislang war ihm GKD nur als Lieferant für Filtermedien ein Begriff, nicht als
Systemlieferant. Man einigte sich auf ausführliche Testreihen. Hier war
zunächst die Frage zu klären, ob der Filterschlamm brikettierbar ist, und ob
die MAX Flow®-Filter die gewünschte Filtrationsaufgabe leisten können. Die
Testreihe nahm mehr Zeit in Anspruch als geplant, da man den ständig
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wechselnden Grad der Schmutzfracht für die Versuchsanlage nur sehr
schwer nachstellen konnte. Diverse Umbauten und Betriebsversuche
mussten vorgenommen werden. „Durch die enge Verzahnung der Partner
während der Testphase bekamen wir jederzeit schnelle und kompetente
Hilfestellung von GKD“, resümiert Hans-Dieter Grütering. Es war
unerlässlich, eine größere Bandbreite abzudecken. Nach knapp einem Jahr
kamen die Partner im Oktober 2005 zu dem Ergebnis, dass die Filtration
per MAX Flow®-Filter die Erwartungen deutlich erfüllt und das mit GKD
entwickelte Konzept inklusive Brikettierung somit tragfähig ist.
Im September 2006 werden fünf MAX Flow®-Filter bei VESTOLIT installiert
und ihren Betrieb aufnehmen. Dr. Ing. Peter Fischer, 43, Technischer
Projektleiter
VESTOLIT
und
ist
Mitglied
sich
der
sicher:
Betriebsleitung
„Dank
der
Chlorerzeugung
Anlagen
mit
bei
1.4539er
Volledelstahlkorpus und einem dreilagigen YMAX®-Mischgewebe erwarten
wir eine Reduktion des zu entsorgenden Abfalls um bis zu 50 Prozent.“ Der
verantwortliche Projektmanager Wolfgang Klos, 43, bei VESTOLIT ergänzt:
„MAX Flow® übertraf in der Testphase unsere Erwartungen bei Weitem. Die
im Vergleich zu bislang in dieser Anwendung üblichen Filteranlagen
günstigen Anschaffungskosten und Raummaße sprachen überdies für den
Einsatz.“ Der Durchsatz durch die gesamte Anlage, die aus bis zu fünf
Filterköpfen und bis zu acht vertikal angeordneten Scheibenfiltern besteht,
wird bei 44 Kubikmetern pro Stunde liegen. Dabei schafft ein Filterkopf
zwischen sieben und zehn Kubikmeter pro Stunde. Als Filtermedium wurde
ein dreilagiges YMAX®-Mischgewebe aus monofilen und multifilen Fasern
gewählt. Die YMAX®-Filtermembran hat einen mehrlagigen Aufbau. Mit den
Komponenten Aufnahmevorrichtung in Form eines Abströmblechs und
Drainagegewebe sowie einer Edelstahleinfassung am Außenrand bildet sie
einen Scheibenfilter. Bei VESTOLIT setzt MAX Flow® bei der Filtration des
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Abwassers nach Zuführung von Aktivkohle an. Der Filtrationsvorgang hängt
vom Verschmutzungsgrad des Abwassers ab, auf den die Anlage
automatisch reagiert. Die Sammlung der Schmutzpartikel und die damit
verbundene Schließung der Filterporen löst einen Druckanstieg aus. So
erkennt die Anlage automatisch, wann eine Rückspülung erforderlich ist
und verhindert effizient die Verklebung der Poren/Filter bei der Filtration.
Die
in
Intervallen
zeitgesteuerte,
pneumatische
Rückspülung
per
Druckluftstoß in Verbindung mit Filtrat löst den Filterkuchen rückstandsfrei
von der Filtermedienoberfläche.
Anders als in den bisherigen Filteranlagen fällt als Endprodukt der
abgetrennte Schlamm nicht in flüssiger Form an. Durch die integrierte
Schlammverpressung
werden
stattdessen
anschließend
nicht
nachtropfende Briketts mit einer minimalen Restfeuchte produziert. Möglich
macht
dies
eine
Kolbenvorrichtung
mit
Pneumatikzylinder
in
der
Presskammer, die mit dem Brikettauswurf verbunden ist. So findet die
Schlammverpressung bei laufendem Filtrationsbetrieb statt, wobei der
Auswurf der Presslinge mit einem maximalen Stillstand von 15 Sekunden
geschieht.
Die
stichfesten
Presslinge
(mit
Aktivkohleanteil)
landen
automatisch in einem Behälter und lassen sich problemlos entsorgen und
unter Tage deponieren.
Positive Eigenschaften garantieren erfolgreichen Einsatz
Folgende Vorteile der MAX Flow®-Filter haben VESTOLIT überzeugt:
-
Automatisierungsgrad: Durch die integrierte Schlammverpressung wird
das Handling der Filtrationsrückstände bedeutend vereinfacht. Statt
manueller,
körperlich
anstrengender
Arbeitsschritte
erlaubt
die
automatische Brikettierung eine problemlose und vor allen Dingen
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saubere Entsorgung. Durch den Leitstand wird der Prozess überwacht.
VESTOLIT erwartet, dass die zur Entsorgung anstehenden Briketts
durch den geringeren Wasseranteil im Vergleich zum wässrigen
Schlamm in ihrer Masse um über 50 Prozent reduziert sind.
-
Betriebssicherheit:
Von
hoher
Bedeutung
für
den
gesamten
Chemiepark ist die jederzeit gegebene Betriebssicherheit der Anlage.
Dr. Fischer betont: „Wenn die Verbrennungsanlagen ihr Abwasser nicht
abführen können, stehen auf dem Gelände in kurzer Zeit viele Betriebe
still.“
Ein
längerer
kompletter
Stillstand
der
Entquickung
–
beispielsweise wegen Revision oder Instandhaltung – ist hier nicht
denkbar und durch MAX Flow® auch nicht erforderlich.
-
Modularer Aufbau: Die modulare Auslegung der Anlage bietet die
Möglichkeit, die Filteranlage jederzeit einer veränderten Kapazität des
Betriebes anzupassen. So ließe sich bei Bedarf problemlos ein
zusätzlicher MAX Flow®-Filter integrieren oder eine vorhandene Anlage
ausbauen. Zudem arbeiten die Filterköpfe unabhängig voneinander. So
können auch nur einzelne Filterköpfe betrieben werden, während
andere zeitweise nicht aktiv sind.
-
Kompakte Größe der Anlage: Das kühlschrankgroße MAX Flow®Gehäuse mit bis zu acht senkrecht angeordneten Scheibenfiltern
überzeugt durch sein geringes Raumvolumen. Die alte Apparatur
benötigte die vier- bis fünffache Fläche. Die neuen MAX Flow®-Filter
passen sich optimal in die verfügbare Freifläche des vorhandenen
Apparategerüstes ein und ersparen VESTOLIT zusätzliche bauliche
Aktivitäten.
-
Wartung und Instandhaltung: Dr. Fischer entschied sich auch aus
Handhabungsgründen bewusst gegen eine größere Anlage: „Nach
meinen Erfahrungen sind große Anlagen komplizierter bei der Wartung
und Instandhaltung. Große Hebwerkzeuge zum Öffnen oder Reparieren
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der Anlage sind bei MAX Flow® nicht erforderlich. Die anfallenden
Arbeiten sind problemlos von einem einzelnen Mitarbeiter zu erledigen.“
-
Umweltschutz:
VESTOLIT
Umweltmanagementsystems
wurde
1996
im
nach
der
Rahmen
seines
EG-Öko-Verordnung
(EMAS) validiert, 2000 nach DIN EN ISO 14001 zertifiziert und Ende
2005 im letzten Audit bestätigt. Durch den Einsatz der MAX Flow®-Filter
werden die erforderlichen Grenzwerte auch in Zukunft weiterhin
erreicht.
Für GKD stellt die Implementierung von MAX Flow® in der Chemieindustrie
einen
weiteren
Filtrationsanlage
Meilenstein
dar:
„Nach
in
der
Entwicklung
erfolgreichen
der
modernen
Anwendungen
in
der
Honölfiltration, wie etwa in der Automobilindustrie, freuen wir uns, MAX
Flow® ab Herbst 2006 auch in der Chemieindustrie erfolgreich einzusetzen“,
erklärt Sascha Schönecken, 31, Projektleiter MAX Flow® aus dem
Geschäftsbereich SOLID WEAVE der GKD – Gebr. Kufferath AG.
SOLID WEAVE™ – führende Kompetenz in Filtermedien
Der Geschäftsbereich SOLID WEAVE der technischen Weberei GKD –
Gebr. Kufferath AG steht für Entwicklung und Fertigung gewebter
Filtermedien aus Edelstählen und anderen Materialien. Anspruchsvolle
neue
Produkte
und
Webtechnologien
–
eine
der
modernsten
Feinstdrahtwebereien der Welt wurde in Düren in Betrieb genommen – sind
die Stärken des Lösungsanbieters. Universelle Module der Marke SOLID
WEAVE™ sind ebenso wie prozessspezifisch gewebte, optimierte
Filtermedien international renommiertes Gütesiegel. Zugleich steht SOLID
WEAVE™ by GKD für Kostenführerschaft bei bewährten Filtermedien und
-komponenten für die mechanische Verfahrenstechnik.
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GKD beschäftigt weltweit 533 Mitarbeiter, davon 382 in Düren. Drei autarke
Geschäftsbereiche – SOLID WEAVE für die Sieb- und Filtertechnik,
WEAVE IN MOTION für die Transport- und Prozessbandtechnologie sowie
CREATIVE WEAVE für Architektur und Design – gewährleisten den
globalen Erfolg. Durch sechs Werke – zwei in Deutschland, die übrigen in
USA, England, Südafrika und China –, einer Niederlassung in Dubai sowie
Vertretungen in aller Welt sichert GKD die Nähe zu den weltweiten
Marktpartnern.
15.882 Zeichen inkl. Leerzeichen
GKD – Gebr. Kufferath AG auf der ACHEMA 2006
Halle 5.0, Stand F 25 – F 27
Nähere Informationen:
GKD – Gebr. Kufferath AG
Metallweberstraße 46
D-52353 Düren
Telefon: +49 (0) 2421/803-0
Telefax: +49 (0) 2421/803-227
E-Mail:[email protected]
www.solidweave.de
Abdruck frei, Beleg bitte an:
impetus.PR
Ursula Herrling-Tusch
Charlottenburger Allee 27-29
D-52068 Aachen
Telefon: +49 (0) 241/189 25-10
Telefax: +49 (0) 241/189 25-29
E-Mail:[email protected]
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