industrielle wasserwirtschaft perspektiven und handlungsfelder · 2015. 10. 12. · verbesserung...

Industrielle Wasserwirtschaft – Perspektiven und Handlungsfelder

Prof. Dr.-Ing. Sven-Uwe Geißen | Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik

33. Bochumer Workshop Siedlungswasserwirtschaft

16. September 2015

33. Bochumer Workshop Industrieabwasserbehandlung | S.-U. Geißen | 16. September 2015 Seite 2

Inhalt

• Einleitung

• Perspektiven

• Handlungsfelder


Industriewasser

• 20 % des weltweiten Wasserbedarfs entsteht durch die Industrie

• 90 % wird nach der Nutzung abgeleitet

• Industrieabwasser kann auch nicht-natürliche, schwer abbaubare

und toxische Substanzen enthalten

• Wasser ist und bleibt das Lösungsmittel in industriellen Prozessen


Industriewasser

Geißen et al., Chem.Ing. 84 (2012) 7


Entwicklung Abwassermenge

Geißen et al., Chem.Ing. 84 (2012) 7


Industrielle Wasserwirtschaft

Warum => Motivationen?


Integrierte, nachhaltige Industriewasserwirtschaft

Motivation für Investitionen

Wasserbedarf generell

• Rückgewinnung von Wertstoffen/Energie

• Nachhaltigkeit/Green Labeling

• Unabhängigkeit

Weitere, zukünftige Prioritäten

• Ökonomie

• Energieeffizienz

• Rechtliche Anforderungen z.B. EU-WRRL

Prioritäten heute


2. Perspektiven


Ist Zero Liquid Discharge (ZLD)

eine Option?


Motivationen

41%

37%

12%

7%3%

Wassermangel

Gesetzliche Vorgaben

Firmenphilosophie

Kosteneinsparungen

fehlende Infrastruktur

Wasserknappheit

Behördliche Auflagen

Firmenphilosophie

Kostensenkung

Keine Infrastruktur

156 Rückmeldungen;

Mehrfachnennungen möglich


Regionale Verteilung von ZLD-Anlagen

Markiert sind 106 Standorte einschließlich geplanter oder im Bau befindlicher

Anlagen (gelb) und abwasserreduzierter Anlagen (blau).


Zeitliche Entwicklung von ZLD-Anlage

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7

An

za

hl

de

r Z

LD

-An

lag

en

Inbetriebnahme


ZLD

Typische Technologien:

Mehrstufige Membranfiltration mit anschließender

Verdampfung/Kristallisation

Energieintensiv, Konzentratentsorgung schwierig,

Nachhaltigkeit?

ZLD ist keine allgemeingültige Option!

Wassermanagement immer erst vollständig ausschöpfen


3. Handlungsfelder


Anorganik:

Salze, Metalle

Organik

Wärme

Wasser

Wasser


Organik


Wertstoffe

Olive Mill Wastewater (OMW)

Reduzierte anaerobe Abbaubarkeit auf Grund hoher Polyphenolkonzentrationen:

z.B. 1-3,5 kg Hydroxytyrosol pro m3 Abwasser

Preis ca. 50 € pro g

→ Selektive Abtrennung von Polyphenolen

Abwasser = Wertstoff

Olive Mill Wastewater, Tunisia 2005


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GAC PAC AF M8 XAD

Rela

tive l

oad

ing

(q

e%

)

Adsorbent

Simple phenols

Cinnamic acids

Secoiridoids

Flavonoids

Polyphenolaufnahme mit verschiedenen

Sorbentien

GAC: granular

activated

carbon

PAC:

powdered

activated

carbon

AF, M8, XAD:

resins

→ Selektive Abtrennung möglich erfordert aber

mehrstufigen Prozess


Anorganik


Wärme


Wasser


Water Use of Chemical Industry Park Marl, Germany

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Mio

. m

3/a

< River Water < Channel Water < Well Water < Drinking Water

Wassernutzung der Chemieparks Marl, Germany

by courtesy of Dr. Bernd Guenzel, Infracor GmbH, Marl, Germany


Intelligentes Wassermanagement?

In der Entwicklung!


Beyond the state of the art

“Economically and Ecologically Efficient Water Management in the European Chemical Industry”

Partners: 19, > 40% industry

Countries: 9

Industrial case study& demonstration sites: 6 (P&G, Total, 2x Solvay, DOW, Kalundborg)

Project volume: 17 mio €

EC Funding volume: 11 mio €

Duration: 05/2012 – 04/2016


agriculture

industry

(Solid) Waste mangement

Nat

ura

l Wat

er

Re

sso

urc

es

urban area

wwtp

impulse dosage

no aeration

TSS = 1,5 g/L

integrated urban water cycle

process level

process unit level

fundamentals

Input Output

• Fundamentals of System and Process Engineering

• Environmental Process Enginnering

• Wastewater Process Engineering

integratedurban water

cycle

process level

process unitlevel

fundamentals

Modeling & Simulation


Integrated water and energy management model PVC production


Verbesserung von Bewusstsein, Ausbildung, Training &

Wettbewerbsfähigkeit

Optimierung der Umsetzung von F&E Ergebnissen in Innovation

Grundlagen – scale-up – Demonstration - Anwendung

Demonstrationsstandorte (Genehmigung!) und deren Finanzierung

weltweit

Produktionsintegriertes Wassermanagement!

Smarte Netzwerke, effiziente und selektive Technologien werden

benötigt

Recycling von Wasser, Wertstoffe und Nutzung der Energie

Wassermanagement in Verbindung mit LCA/LCC

Umsetzung

Positionspapier

„Trends und Perspektiven in der industriellen Wassertechnik“ (2030)

www.dechema/studien in english soon!

http://www.dechema/studien


Vielen Dank!

Prof. Dr.-Ing. Sven-Uwe Geissen

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