PDF-Download - The Linde Group

LINDE TECHNOLOGY #1.11 // Mikrokläranlagen42Industrieabwässer energie- und kostensparend reinigenBakterien an derSauerstoffbarDie Reinigung von Abwässern aus industriellen Prozessen ist weltweit ein beträchtlicherBetriebskostenfaktor. Linde-Ingenieure haben jetzt ein effizientes System entwickelt:Der neuartige Bioreaktor senkt die Kosten für Strom und Klärschlamm-Entsorgung erheblich.Wie wär’s mit einem Gläschen recyceltem Industrieabwasser, vollständiggereinigt und gesundheitlich unbedenklich? „Das ist kein Witzund technisch absolut machbar“, sagt Darren Gurney, Experte fürindustrielle Abwasseraufbereitung bei Linde. Die Abwässer wieder inaufbereitetes Wasser zu verwandeln, das in Flüsse zurückgeleitetoder sogar wiederverwendet werden kann, wird für die Industrie zurRealität. Mittlerweile steigen die Kosten für Abwasserent- und FrischwasserversorgungJahr für Jahr. Allein in Deutschland entstehen jedesJahr Industrieabwässer, die rund 150 MilliardenBadewannen füllen könnten. Besonders effizientarbeitet das Wasserrecycling in der neuenAxenis-Anlage, einer Kombination aus herkömmlicherBio-Aufbereitungs- und Ultrafiltrations-Trenntechnologie (UF) im Querstromverfahren.„Axenis-Anlagen sind kompakt und modular inContainern aufgebaut, verbrauchen im Betriebweniger Strom und produzieren weniger überschüssigenKlärschlamm als konventionelle Systeme“,nennt Gurney die wichtigsten Vorteile. Deshalb seien sie nichtnur umweltfreundlich, sondern auch für kleinere Unternehmenerschwinglich, die sich die Anschaffung einer eigenen Kläranlage vorOrt bisher nicht leisten konnten.Bioreaktor mit Billionen BakterienDas Kernstück der neuen Anlage ist ein Membran-Bioreaktor, in demeine Population aus Billionen Bakterien und anderen Mikroben aktivist. Diese nur unter dem Mikroskop zu erkennenden Mikroorganismenkönnen lösliche organische Schadstoffe in Kohlendioxid und Wasserzerlegen. Solche Schadstoffe entstehen beispielsweise in der Chemie-,Pharma- sowie der Nahrungsmittel- und Getränkeindustrie.Zum Leben brauchen die Mikroorganismen nicht nur die Nährstoffeaus dem Abwasser, sondern während der ganzen Zeit auch gelöstenSauerstoff in ausreichender Menge. Konventionelle Systeme pumpenReiner Sauerstoffsorgtfür 70 Prozentweniger Klärschlamm.dazu große Mengen Luft in den Bioreaktor. Axenis dagegen arbeitetmit Sauerstoff pur: „Reiner Sauerstoff löst sich viel effektiver inAbwasser“, erklärt Gurney. So erreichen die Linde-Anlagen höhereSauerstoffkonzentrationen und sind in der Lage, mit bis zu drei Mal sovielen Mikroorganismen zu arbeiten wie konventionelle Anlagen.Das beschleunigt den Abbau der Schadstoffe, hat aber nocheinen weiteren Vorteil. Weil sich so auch mehr Mikroorganismendas nahrhafte Schadstoffangebot teilen müssen, produzierensie auch weniger: „Das ist ein großer Vorteil,weil durch diesen natürlichen Prozess biszu 70 Prozent weniger überschüssiger Klärschlammentsteht, der kontinuierlich aus derAnlage abgezogen und teuer entsorgt werdenmuss“, so Gurney.Die Mikroorganismen im Axenis-Bioreaktorarbeiten zudem bei höherer Durchschnittstemperaturals die meisten luftbetriebenen Anlagen.Das erhöht die Reaktionsraten deutlich. „In derAnlage liegen die Temperaturen im Mittel bei über 25 Grad Celsius“,nennt Gurney den Grund dafür. Die Wärme entsteht zum größten Teildurch den Stoffwechsel der Mikroorganismen. Das ist zwar in konventionellenReaktoren nicht anders, aber dort treiben Luftblasen dieWärme wieder heraus und sorgen so für niedrigere Durchschnittstemperaturen,typischerweise um 15 Grad Celsius.Nicht nur der Einsatz von reinem Sauerstoff macht das patentierteVerfahren einzigartig. Der Bioreaktor ist zusätzlich an eine sogenannte Querstrom-Filtrationsstufe mit Ultrafiltrations-Membrangekoppelt. Dort wird das Gemisch aus biochemisch gereinigtem Wasserund aktiviertem Klärschlamm getrennt. Die Filter bestehen ausrohrförmigen Membranen, deren Poren so klein sind – zwischen 0,03und 0,05 Mikrometer –, dass sie alle schwebenden Fremdstoffe undKolloide zurückhalten. Feststoffe und Biomasse werden wieder zurückin den Bioreaktor geschleust. Die UF-Membranen haben gleich zwei