B.Eng. Lars Stockmann
Datum des Kolloquiums: 26. März 2010
Die Textilveredelung erfordert traditionell einen hohen Energie- und Wasserverbrauch. Die Abwässer enthalten in der Regel eine hohe organische Kohlenstofffracht und werden üblicherweise über die kommunale Kläranlage gereinigt. Dies ist nicht nur eine Verschwendung von energiereichem Abwasser, sondern stellt für das Unternehmen auch eine finanzielle Belastung in Form von Abwassergebühren dar.
Aus diesen Gründen wurde das Verbundvorhaben "Nutzung des im Abwasser aus bestimmten Textilveredlungsprozessen enthaltenen Kohlenstoffs zur Biogasgewinnung" der Projektpartner Agraferm Technologies AG, Anton Cramer GmbH & Co.KG, der Bergischen Universität Wuppertal und der FH Münster bei der Deutschen Bundesstiftung Umwelt eingereicht. Diese Arbeit befasst sich mit dem ersten Teil "Untersuchung der Eignung des Abwassers aus bestimmten Teilströmen" des Vorhabens und soll eine grundsätzliche Realisierbarkeit der Biogasnutzung in der Textilveredelung darstellen und erste konkrete Messwerte zum erreichbaren Biogaspotential aufzeigen.
Hierfür wurden Proben aus der laufenden Produktion in Batch-Versuchen vergoren und ausgewertet. Neben den Grundprodukten der Schlichte, Stärke und Polyvinylalkohol (PVA), wurden drei Abwässer, Cellulose und der Impfschlamm auf das Methangaspotential untersucht. Es konnte gezeigt werden, dass vor allem bei dem Grundprodukt "Stärke" und der Cellulose eine gute biologische Abbaubarkeit vorhanden und ein hoher Methangasertrag zu erwarten ist. Desweiteren wurden durch die Versuche Hemmwirkungen bei den Proben "Imprägnierung" und "oxidative Entschlichtung" festgestellt. Die Ergebnisse der Methangaserträge sind in Abbildung 1-1 grafisch dargestellt.
Abbildung 1 1: Methangaserträge der Gärversuche
Neben den Gärversuchen befasst sich die Arbeit mit einer Berechnung der kinetischen Konstanten mit Hilfe einer umgeformten MONOD-Gleichung. Diese Konstanten sind wichtig für die Auslegung des geplanten anaeroben Biogas-Turmreaktors.
Durch eine theoretische Potentialbetrachtung der Ausgangsstoffe konnte die zu erwartende Leistung des Biogas-Turmreaktors auf ca. 20 kWel. berechnet werden. Die Anwendung der Versuchsergebnisse erbrachte ein errechnetes Potential von ca. 1 kWel. und beliefen sich auf ca. 5 % der erwarteten Leistung. Dies lässt sich mit der Hemmung durch die Verwendung von Wasserstoffperoxid und der geringen CSB-Konzentration der Abwässer begründen.
Im Zuge des Verbundvorhabens wird zeitgleich die Produktionslinie der textilen Vorbehandlung umgebaut, um weitere Einsparungen im Bereich Wasser und Energie zu erreichen. Durch diese Optimierung ist eine höhere CSB-Konzentration zu erwarten, die sich positiv auf die Abbaubarkeit und den Gasertrag auswirkt. Durch eine Veränderung der Verfahrenstechnik sollte es möglich sein, die hemmende Wirkung des Wasserstoffperoxids zu mindern oder ganz zu senken, um den biologischen Abbau nicht zu stören.
Nach diesen Erkenntnissen sollte es der Firma Anton Cramer GmbH & Co.KG in den nächsten Jahren möglich sein, eine innovative Abwasserreinigungsanlage aufzubauen und die Ressource "Abwasser" energietisch nutzen zu können. Dadurch kommt es nicht nur zu einer Einsparung im Bereich der Abwassergebühren, sondern auch zu einer Senkung der Abhängigkeit von Rohstoffen und Energie.