Entwicklung eines zukunftsorientierten innerbetrieblichen Wasser- und Abwasserkonzeptes

Einleitung 

Die JWO ist ein namhafter Hersteller von Farben und Lacken. Am Standort Coesfeld werden insbesondere Dispersionsfarben unterschiedlicher Qualitäten sowie Lacke produ­ziert.

Bei Wechsel der Chargen in den einzelnen Behältern und Rohrleitungen sowie auf­grund der regelmäßigen Reinigungen zur Vermeidung von Verkeimungen fallen Spül­wässer unter­schiedlicher Zusammensetzung und Konzentration an. Darüber hinaus finden in zwei Spül­räumen Behälterreinigungen von Farbbehältern und Rohstoff­tanks statt.

Die anfallenden Abwässer werden in der Regel durch Rohrleitungen einer zentralen Abwas­servor­behandlungsanlage zugeleitet. Dort werden die Abwässer zunächst in einem Stapeltank ge­sammelt, bevor sie einem Flockungs-/Fällungsprozess unter Zugabe eines Spaltmittels (Flockungsmittel bzw. Flockungshilfsmittel) unterzogen werden. Nach erfolgter Reaktion wird die Klarwasserphase abgezogen und der Kanalisation zugeführt. Die Schlammphase wird mit Hilfe von zwei Kammerfilterpressen entwäs­sert. Das Schlammwasser wird ebenfalls der Kanalisation zugeführt, der entwässerte Schlamm wird gegen Gebühr entsorgt.

JWO ist Indirekteinleiter in die Kanalisation der Stadt Coesfeld. JWO unterliegt daher der Verpflichtung der Einhaltung der Entwässerungssatzung der Stadt Coesfeld. Dar­über hinaus wurden im Genehmigungsbescheid der Abwasservorbe­handlungsanlage durch den Kreis Coesfeld Auflagen bezüglich der Parameter Tempe­ratur, pH-Wert, absetzbare Stoffe, Kohlenwasserstoffe und leichtflüchtige aromatische Kohlenwasserstoffe gemacht.

Die Abwasservorbehandlungsanlage wurde seinerzeit (1988) für eine Abwasser­menge von bis zu 20 m³/d ausgelegt. Derzeit werden bis zu 100 m³/d über die Anlage gefahren. Dies führt zu zeitweisen Überlastungen der Anlage, sodass Abwassermen­gen provisorisch auf dem Hof zwischengespeichert werden müssen oder sogar erfor­derliche Reinigungsarbeiten im Produk­tionsbetrieb verzögert werden. Diese Situation wird sich in der Zukunft eher verschärfen, da es eine Tendenz zu kleineren Chargen im Farbbereich gibt, was naturgemäß einen höheren Spülwasseranfall zur Folge hat. Darüber hinaus wird derzeit über eine mögliche Ausweitung der Produktion nachge­dacht.

Die Herstellung von z.T. sehr unterschiedlichen Produkten führt zu einem sehr unter­schiedli­chen Abwasseranfall. Die Reinigung mit Hilfe des eingesetzten Spaltmittels ist daher zeit­weise nur unbefriedigend. Darüber hinaus werden z.T. erhebliche Mengen des Spaltmittels benötigt. Die Abwasserreinigung verursacht mithin erhebliche Betriebskosten.

Der Betrieb der Anlage ist personalintensiv. Derzeit werden dort im Dreischichtbetrieb 5 Mitarbeiter beschäftigt.

Aufgrund der geschilderten Situation werden folgende Verbesserungen angestrebt:

- Verringerung der z.T. erheblichen Spülwassermengen (bis zu 20.000 l/Reinigung eines 3 m³ Behälters)

1. Erfassung der anfallenden Teilströme nach Art und Menge
2. Verringerung der zu behandelnden Abwassermenge und/oder Erhöhung der Kapazität der Vorbehandlungsanlage
3. Prüfung und Bewertung des eingesetzten Verfahrens
4. Ermittlung von Alternativen zum eingesetzten Spaltmittel inklusive Wirtschaftlich­keitsbe­trachtung
5. Darstellung und vergleichende Bewertung von alternativen Reinigungsverfah­ren, ggf. mit Pilotversuchen
6. Auslegung einer optimierten Behandlungsanlage
7. JWO strebt an, eine zuverlässig arbeitende, einfach zu betreibende Vor­behand­lungsanlage zu bekommen, die bei vertretbaren Investitionskosten langfristig mit niedrigen Kosten zu betreiben ist und mit der die gesetzlichen Grenzwerte zuver­lässig eingehalten wer­den.

Projektbeschreibung 

1. Erfassung der gesetzlichen Grundlagen 

2. Erfassung und Aufschlüsselung der Abwasserströme

• Dispersion Weiß
• Bunte Farben Welt
• Lacke
• Gesamtabwassermenge

3. Untersuchung, Analyse Auswertung der Abwasserströme

• Dispersion Weiß und Bunte Farben Welt
• Lacke
• Untersuchung der Kohlenwasserstoff und BTX Belastung

4. Verfahrensanalyse 

• Beschreibung des gegenwärtig eingesetzten Verfahrens
• Untersuchung der Einsetzbarkeit anderer Flockungsmittel/Flockungshilfsmittel
• Kostenvergleich der Flockungsmittel
• Vorschläge zur Optimierung des eingesetzten Abwasservorbehandlungsverfahrens
• Alternative zur Behandlung des anfallenden Abwassers

Ergebnisse

Kurzfristige Maßnahmen

Allgemeine Maßnahmen

Allgemeiner Betrieb

• Deutlich sichtbare Wasseruhren an allen Entnahmestellen und wöchentliche Erfassung und Dokumentation der Zählerstände insbesondere für die Spülvorgänge im Betrieb, den Spülräumen und der Abwasservorbehandlungsanlage (Verdünnungs- und Reinigungs­vorgänge)
• Erstellung eines Kanalisations- und Abwasserkatasters
• Nutzung von Regenwasser oder Brunnenwasser als Brauchwasser
• Betriebliche Aufklärung und Einsatz eines Anreizsystems für die Unterbreitung von Vorschlägen zur Reduzierung der Kosten für den Wasserbezug, der Abwasservorbehandlung und der Ableitung des Abwassers

Produktion

Dispersion weiß und Bunte Farben Welt

• Einsatz von Warmwasser und Verringerung der Wassermenge für den ersten Spülgang
• Optimierung des Reinigungsablaufes (z.B. Einsatz von Spülautomaten) in der möglich­en Reihenfolge: Warmwasser, Brauchwasser, Klarwasser
• Einsatz von Dampfstrahlgeräten in den Spülräumen

Lackproduktion

• Vermeidung von hochbelasteten und stark lösemittelhaltigen Abwässern durch innerbetriebliche Maßnahmen
• Anfertigung eines Aufstellungsplans der Behälter und Erfassung der aufgrund von Reinigung und Betriebshygiene benötigten Frischwassermengen

Abwasservorbehandlungsanlage

• Einbau von Volumenstrommessgeräten in die drei Zuläufe
• Inbetriebnahme eines Rührers im Stapeltank zur Verringerung der Flotationsneigung von Peracleanhaltigen Abwässern
• Einsatz von Braunstein zur Verringerung der Flotationsneigung von Peracleanhaltigen Abwässern
• Einsatz einer zusätzlichen oder leistungsstärkeren Pumpe zur Befüllung und Entleerung des Reaktionsbehälters
• Erfassung und Dokumentation der Abwassermengen aus der Lackproduktion
• Vermeidung der Verdünnung von Lackabwasser, statt dessen sollten diese in reinen Lackabwasserchargen mit dem FM Awatec AKB 66 behandelt werden
• Durchführung großtechnischer Versuche zur Behandelbarkeit und Entwässerbarkeit mit den empfohlenen FM und FHM
• Einbau einer halbautomatischen Dosieranlage für FM
• Einbringung des FM unter die Wasseroberfläche
• Verbesserung der Flockungs- und Fällungsreaktionen durch eine erneute Durch­misch­ung
• Erfassung der Energiekosten der Abwasservorbehandlungsanlage
• Untersuchung der Einsetzbarkeit eines Dekanters zur Entwässerung
• Prüfung der Möglichkeit zur Nachrüstung der Kammerfilterpresse mit einer auto­matischen Reinigungseinrichtung
• Einsatz von Dampfstrahlgeräten zur Reinigung der Filtertücher
• Neuausschreibung der Entsorgung des Filterkuchens
• Nutzung des Schlammeindickers als Brauchwasserspeicher und somit Vermeidung des Einsatzes von Trinkwasser im Bereich der Abwasservorbehandlungsanlage
• Versuche zur Abwasserbehandlung mit Hilfe der Elektroflockulation

Mittelfristige Maßnahmen

Allgemeine Maßnahmen

Allgemeiner Betrieb

• Überdachung der Rohstoffannahmebereiches
• Nutzung oder Versickerung des anfallenden Niederschlagswassers

Produktion

Dispersion weiß und Bunte Farben Welt

• Installation von Brauchwasserentnahmestellen zur Vorreinigung von Behältern, insbesondere in den Spülräumen
• Umsetzung der Ergebnisse aus den Untersuchungen der kurzfristigen Maßnahmen (Optimierung der Reinigungsvorgänge)

Lackproduktion

• Verstärktes Controlling zur Verminderung bzw. Verhinderung von Fehlchargen

Abwasservorbehandlungsanlage

• Einbau von Trübungsmessgeräten in die Zuläufe und automatischer Abschlag von gering belasteten Spülabwässern in die Kanalisation
• Ausbau des Speichervolumens und weitgehender 2-Schicht Betrieb
• Bau einer klappbaren Auffangwanne unterhalb der Kammerfilterpressen zur Ableitung des Reinigungswassers
• Einsatz eines automatischen Dosiersystems
• Automatisierung von Schlammabzug und Schlammentwässerung

Langfristige Maßnahmen

Allgemeine Maßnahmen

Allgemeiner Betrieb

• Entwicklung eines Kreislaufsystems zur Aufbereitung von Abwasser zu Brauchwasser mit dem Ziel der Einführung eines abwasserfreien Betriebes

Produktion

Dispersion weiß und Bunte Farben Welt

• Ersatz der Trinkwasserverwendung durch aufbereitetes Grund- und Niederschlags­wasser

Lackproduktion

• Verminderung des Abwasseranfalls durch vollständige Rückgewinnung der Lösemittel

Abwasservorbehandlungsanlage

• Neukonzeption der Abwasserbehandlung und vollständige Wiederverwertung aller anfallenden Abwässer mit Ausnahme des Sanitärabwassers