Umweltschutz-Technologie für die Industrie

In vie­len Indus­triezweigen, wie zum Beispiel bei der Her­stel­lung und Ver­ar­beitung von Far­ben und Lack­en, in der chemis­chen und phar­mazeutis­chen Indus­trie, in der Hal­blei­t­erindus­trie sowie bei der Her­stel­lung und Ver­ar­beitung von Kun­st­stof­fen kom­men Lösemit­tel zum Ein­satz, die als flüchtige organ­is­che Sub­stanzen (kurz VOCs) oft­mals mit Prozess­abluft­strö­men in die Umwelt gelan­gen. Den­noch stellen viele Unternehmen Maß­nah­men zur Abluftreini­gung hin­ter anderen Investi­tio­nen zurück, da diese nur sel­ten zur direk­ten Wertschöp­fung beitra­gen. Erhöhte behördliche Anforderun­gen zum Schutz der Umwelt oder auch Beschw­er­den von Anwohn­ern über Geruchs­beläs­ti­gun­gen erhöhen jedoch den Druck auf Unternehmen, Vorkehrun­gen zur Min­derung der VOC-Emis­sio­nen zu tre­f­fen oder beste­hende Behand­lungskonzepte zu verbessern.

Die cen­trotherm clean solu­tions GmbH & Co. KG hat deshalb ihr Pro­duk­t­port­fo­lio um Anla­gen zur biol­o­gis­chen Behand­lung VOC-haltiger Abluft- und Abwasser­ströme erweit­ert. Das zugrun­deliegende CT-Eco-Ver­fahren beseit­igt zuver­läs­sig Schad­stoffe, indem es sich die Tat­sache zu Nutze macht, dass die meis­ten organ­is­chen Verbindun­gen durch spezielle Mikroor­gan­is­men biol­o­gisch abbaubar sind. Ein mod­u­lares Anla­genkonzept macht es möglich, das Ver­fahren kun­den­spez­i­fisch an den jew­eili­gen Anwen­dungs­fall anzupassen.

„Bei der Auswahl eines geeigneten Abluftreini­gungskonzepts spie­len nicht nur die Investi­tion­skosten und die Notwendigkeit, geset­zliche Emis­sion­s­gren­zw­erte einzuhal­ten, eine wichtige Rolle“, erläutert Dr. Angela Bayler, Zuständi­ge für den Bere­ich Entwick­lung von neuen Tech­nolo­gien der Fir­ma cen­trotherm clean solu­tions GmbH & Co. KG. „Auch Fak­toren wie der Bedi­en- und Wartungsaufwand, Energie- und andere Betrieb­skosten sowie die Flex­i­bil­ität des Ver­fahrens, sich an unter­schiedliche Prozess­be­din­gun­gen anzu­passen, gilt es zu bedenken.“ Während der biol­o­gis­che Abbau von organ­is­chen Schad­stof­fen zum Beispiel bei der Aufar­beitung kom­mu­naler Abwäss­er in Kläran­la­gen ein seit langem etabliertes Ver­fahren ist, haben sich biol­o­gis­che Ver­fahren zur Abluft- und Abwasser­reini­gung in der Indus­trie noch wenig durchge­set­zt. Die Gründe dafür sind unter anderem der hohe Platzbe­darf herkömm­lich­er Biofil­ter, aber auch die bisweilen man­gel­nde Langzeit­sta­bil­ität der Abbauleis­tung. Außer­dem lassen sich biol­o­gis­che Ver­fahren oft­mals nur schw­er an schwank­ende Betrieb­s­be­din­gun­gen wie beispiel­sweise fluk­tu­ierende Schad­stof­fkonzen­tra­tio­nen und ‑zusam­menset­zun­gen anpassen.

VOC-haltige Abluft­ströme wer­den in der ver­ar­bei­t­en­den Indus­trie daher meist mit­tels ther­mis­ch­er Ver­fahren wie zum Beispiel der Ther­mis­chen Nachver­bren­nung (kurz TNV) behan­delt. Da viele VOC-haltige Abluft­ströme ein großes Vol­u­men mit ver­gle­ich­sweise geringer Schad­stoff­be­las­tung aufweisen, kann dies jedoch unter Umstän­den ein äußerst energie- und betrieb­skosten­in­ten­sives Ver­fahren sein.

CT-Eco schützt die Umwelt und ist flexibel integrierbar

Mit der Lösung von cen­trotherm clean solu­tions ist es möglich, einen umfassenden biol­o­gis­chen Abbau von organ­is­chen Schad­stof­fen aus Abgasen und Abwässern in ein­er Vielzahl von Anwen­dun­gen zu gewährleis­ten und dabei auch die unter­schiedlichen Sys­te­man­forderun­gen der Kun­den zu berück­sichti­gen. Beispiele möglich­er Anwen­dun­gen sind etwa die Behand­lung von VOC-belasteten Abluft­strö­men aus Lack­ier­ereien, der Hal­bleit­er- oder der chemis­chen Indus­trie, sowie die Reduk­tion des chemis­chen Sauer­stoff­be­darfs (CSB) organ­isch belasteter Abwäss­er der Lebens­mit­tel- oder zell­stof­fver­ar­bei­t­en­den Indus­trie. Auch bei der Besei­t­i­gung geruchsin­ten­siv­er Stoffe sowie in der Grund- oder Brauch­wasser­auf­bere­itung kann das CT-Eco-Ver­fahren zum Ein­satz kom­men. Dadurch, dass die meis­ten organ­is­chen Stoffe mit­tels spezieller Mikroor­gan­is­men biol­o­gisch abbaubar sind, kommt dieses Ver­fahren weitest­ge­hend ohne Chemikalienein­satz aus und zeich­net sich durch ein bre­ites Anwen­dungsspek­trum sowie geringe Betrieb­skosten aus.

Trägermaterial mit Aktivkohleoberfläche für optimale Versorgung der dort angesiedelten Mikroorganismen

Bei dem CT-Eco-Ver­fahren kommt ein Träger­ma­te­r­i­al aus hoch­porösen Polyurethan-Schaumkör­pern zum Ein­satz, das zur weit­eren Ver­größerung der Ober­fläche zusät­zlich mit Aktivkohle dotiert ist. Darauf befind­et sich ein Bak­te­rien­film, der in der Lage ist, die Schad­stoffe aufzunehmen und zu Kohlen­diox­id und Wass­er zu ver­stof­fwech­seln. Die Schad­stoffe dienen den Mikroor­gan­is­men dabei als Nahrungsquelle. Andere für das Bak­te­rienwach­s­tum essen­tielle Nährstoffe wer­den nach Bedarf zusät­zlich dosiert. Im Betrieb bildet sich dann eine an die jew­eili­gen Bedin­gun­gen angepasste Bak­te­rienkul­tur aus, wodurch eine Vielzahl organ­is­ch­er Schad­stoffe abge­baut wer­den kann. „Die Aktivkohlebeschich­tung auf dem PU-Träger­ma­te­r­i­al bietet opti­male Lebens­be­din­gun­gen für die Bak­te­rien, um ihre biol­o­gis­che Aktiv­ität voll zu entwick­eln. Hohe Abbauleis­tun­gen auf kle­in­stem Raum wer­den dadurch ermöglicht.“, führt Bayler weit­er aus. „Außer­dem hat die Aktivkohle eine Art Puffer­funk­tion: Schad­stoff­spitzen wer­den zunächst an der Aktivkohleober­fläche adsor­biert und kön­nen dort über einen län­geren Zeitraum durch die Mikroor­gan­is­men abge­baut wer­den. Gle­ichzeit­ig bewirkt dieser Puffer, dass die Bak­te­rien auch über einen län­geren Zeitraum ohne Schad­stof­fzu­fuhr von außen über­leben kön­nen.“ Dadurch löst das CT-Eco Ver­fahren bish­erige Prob­leme biol­o­gis­ch­er Sys­teme, die mit in Lösung sus­pendierten oder auf nicht-porösen Fül­lkör­pern immo­bil­isierten Mikroor­gan­is­men arbeit­en. Entschei­dende Vorteile sind die hohe Raumzeitaus­beute und damit kom­pak­te Bauweise der Anla­gen, sowie die große Tol­er­anz des Sys­tems gegenüber Prozesss­chwankun­gen und Stillstandzeiten.

Die mod­u­lare Bauweise der Anla­gen macht es möglich, das Ver­fahren kun­den­spez­i­fisch auf die jew­eili­gen Anwen­dungs­fälle anzu­passen. „Da es sich nicht um ein Pro­dukt von der Stange han­delt son­dern stets um eine maßgeschnei­derte Lösung, kön­nen wir die Anlage flex­i­bel an die Erfordernisse vor Ort anpassen“, so Bayler. Durch Kom­bi­na­tion unter­schiedlich­er Mod­ule kann die Anlage sowohl als Biowäsch­er für die Abluftreini­gung als auch als Biofil­ter für die Behand­lung organ­isch belasteter Abwäss­er konzip­iert wer­den. Durch weitest­ge­hende Kreis­lauf­führung beschränkt sich der Medi­en­ver­brauch der Anla­gen auf geringe Men­gen an Frischwass­er, welche zum Aus­gle­ich von Ver­dun­stungsver­lus­ten benötigt wer­den, und Elek­triz­ität zum Antrieb von Abgasven­ti­la­toren bzw. Abwasser­pumpen. Nährlö­sung für die Bak­te­rien muss in der Regel nur zur Über­brück­ung län­ger­er Still­standzeit­en zugegeben wer­den. Bei jedem Pro­jekt find­et zunächst eine Bedarf­ser­mit­tlung direkt beim Kun­den statt, bei der, gegebe­nen­falls durch zusät­zliche Ana­lytik unter­stützt, eine Stoff­bi­lanz erhoben und die App­lika­tion sowie die lokalen Rah­menbe­din­gun­gen besprochen wer­den. Erst dann erfol­gt die Pro­jek­tierung und Ausle­gung der Anlage, die Auswahl der passenden Bak­te­rienkul­tur sowie die Pla­nung und Fes­tle­gung der baulichen Maß­nah­men. Schließlich wird ein Bedarf­spro­tokoll erstellt und einige Wochen eine mobile Tes­tanlage mit allen zuvor abgek­lärten Bedin­gun­gen in den Probe­be­trieb genom­men, um sicherzuge­hen, dass die geplante Aus­führung den Anforderun­gen genügt und die angestrebte Reini­gungsleis­tung auch unter realen Prozess­be­din­gun­gen erre­icht wird. Gle­ichzeit­ig dient der Probe­be­trieb dazu, Ausle­gungs- und Betrieb­spa­ra­me­ter für den späteren Bau der Großan­lage prozess- und kun­den­spez­i­fisch anzu­passen. Ist dies zufrieden­stel­lend abgeschlossen, kann mit der Detailpla­nung und dem Bau der genau abges­timmten CT-Eco-Anlage beim Kun­den begonnen wer­den. Für die Inbe­trieb­nahme sowie eventuelle Wartungs- und Reparat­u­rar­beit­en ver­fügt cen­trotherm clean solu­tions über ein weltweites Netz geschul­ter Ser­vicemi­tar­beit­er und Prozessspezialisten.

cen­trotherm clean solu­tions entwick­elt ihre Anla­gen­tech­nolo­gien kon­tinuier­lich weit­er: Ein hoher Automa­tisierungs­grad sowie die intel­li­gente Kom­mu­nika­tion der Anla­gen mit kun­den­seit­i­gen Prozess- oder Fab­rik­leit­sys­te­men wer­den bere­its heute stan­dard­mäßig umge­set­zt. Dadurch wird gewährleis­tet, dass die Anla­gen stets am opti­malen Betrieb­spunkt arbeit­en und der Bedi­en- und Wartungsaufwand min­imiert wird. Die weit­ere Verbesserung der Energieef­fizienz z. B. durch Maß­nah­men zur Energierück­gewin­nung, sowie Ver­fahren zur Rück­gewin­nung wertvoller Bestandteile aus Abgas- und Abwasser­strö­men ste­hen im Fokus zukün­ftiger Entwicklungen.