Salzlake-Management und Entsorgung in Kläranlagen

Bei Condorchem Envitech verfügen wir über umfangreiche Erfahrung in der Behandlung von Sole, dem Namen für das salzhaltige Abwasser, das in industriellen Prozessen entsteht. Wir entwerfen, installieren und nehmen Abwasserbehandlungsanlagen für das Management und die Entsorgung von Sole in Betrieb.

Unsere industriellen Solebehandlungssysteme sind darauf ausgelegt, zwei Hauptziele zu erreichen:

• Entsalzung der Sole, um wiederverwendbares sauberes Wasser zu gewinnen und eine neue Sole in Form eines hochkonzentrierten Schlamms (Minimierung der flüssigen Abfälle) oder als absolut festen Abfall (Zero Liquid Discharge) zu erzeugen.
• Solebehandlung zur Anpassung des Abwassers an die zulässigen Einleitgrenzwerte und zur Einleitung in Kanalisation, Oberflächengewässer, Injektionsbrunnen oder Umweltserviceanbieter.

In beiden Fällen entsalzt die Behandlung die Sole und erzeugt einen konzentrierteren, volumenreduzierten flüssigen Abfall, der leichter zu handhaben ist.

Jede Sole hat eine einzigartige Zusammensetzung, die eine individuelle Behandlung erfordert, um ein erfolgreiches Management und die Optimierung der wirtschaftlichen Kosten sicherzustellen. Aus diesem Grund ist die Charakterisierung der Sole von großer Bedeutung, um Schlüsselparameter wie Salzgehalt, Skalierungspotenzial sowie den Gehalt an Metallen oder anderen Kontaminanten zu kennen.

Bei Condorchem Envitech haben wir zahlreiche Projekte zur Behandlung von Sole und salzhaltigem Abwasser durchgeführt. Obwohl es verschiedene Optionen für die Solebehandlung gibt, sind die wettbewerbsfähigsten Technologien Membranfiltration und Vakuumverdampfung.

Membranbehandlung

Diese Option ist besonders interessant, wenn die Sole wenige Verunreinigungen außer Salzen enthält. Die notwendige Vorbehandlung zur Erhaltung der Lebensdauer der Membranen sollte nicht sehr komplex sein.

In solchen Fällen sind Ultrafiltration gefolgt von Umkehrosmose ausreichend, um einen sehr hochwertigen Ablauf und konzentrierte Abfälle zu erzeugen. Umkehrosmose liefert Wasser von Qualität, die für die anspruchsvollsten Anwendungen ausreicht.

Obwohl Condorchem Envitech eine All-in-One-Membranlösung entwerfen, bauen und liefern kann, die am besten auf die jeweiligen Bedingungen jedes Kunden abgestimmt ist, sind aus der gesammelten Erfahrung die folgenden Prozesstypen je nach Anwendung besonders wichtig:

• Meerwasserentsalzungsanlagen: 1-1.000 m3/Tag
• Trinkwasseraufbereitungsanlagen: 60-14.400 L/min
• Großanlagen für Spezialanwendungen: ab 200 L/h

Vakuumverdampfung

Vakuumverdampfung dient der Behandlung komplexer Gemische, die mit konventionellen Techniken nicht möglich ist. Dies erzeugt hochwertiges Wasser und einen hochkonzentrierten Rückstand, der leicht zu handhaben ist. Die Technologie ist sauber, sicher, sehr vielseitig und hat sehr niedrige Betriebskosten.

Die Verdampfer arbeiten unter Vakuum, wodurch die Siedetemperatur des flüssigen Abflusses niedriger ist; dies spart Energie und verbessert die Effizienz.

Das Sortiment der Vakuumverdampfer von Condorchem Envitech umfasst folgende Hauptgerätetypen:

• Wärmepumpen-Vakuumverdampfer
• Mechanische Dampfverdichtung Vakuumverdampfer
• Mehrfacheffekt-Vakuumverdampfer
• Kristallisatoren

Verschiedene Vakuumverdampfertypen haben unterschiedliche Spezifika, und je nach den genauen Merkmalen im Einzelfall sollten Sie den am besten geeigneten Typ wählen und Ihre Spezifikationen sorgfältig auslegen.

Kristallisatoren werden üblicherweise als letzte Behandlungsphase eingesetzt, um den Sole-Rückstand vollständig zu trocknen. Sie können jedoch in einigen Anwendungen auch als alleiniger Behandlungsprozess verwendet werden.

In vielen Fällen ist die effizienteste Lösung die Auslegung einer Anlage, die beide Technologien kombiniert, da es häufig vorkommt, dass Membranfiltrationstechnologien nicht ausreichen, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen, und die Behandlung mit Vakuumverdampfung und Kristallisation erweitert werden muss.

Die am besten geeigneten Verfahren für die Behandlung von Sole- und salzhaltigen Abwässern sind Membran- und Vakuumverdampfungsverfahren.

Ersteres konzentriert das Abwasser und liefert hochwertiges Wasser; während letzteres die Sole effektiv behandelt, das heißt, sie in Abwasser und Produkte umwandelt, die leicht entsorgt und verwaltet werden können.

So wandelt die Vakuumverdampfung die Sole in Wasser und ein Salzkonzentrat um, das bei Bedarf weiter zu einem kristallinen Feststoff konzentriert werden kann.

Der Kristallisationsprozess kann das Pastenkonzentrat in einen kristallinen Feststoff verwandeln, der wenig Platz einnimmt und leicht zu handhaben ist. Vakuumverdampfung ist die einzige Technologie, die das Ziel der Null-Ableitung erreicht.

Aus einer Vielzahl von Gründen verwenden zahlreiche industrielle Prozesse Sole und Salzwasser, wie dies beispielsweise bei der Produktkonservierung im Lebensmittelbereich oder als Kühlmittel in der Stromerzeugung der Fall ist.

Sole ist nicht giftig, darf jedoch nicht unbehandelt eingeleitet werden. Andernfalls hätte dies erhebliche Umweltauswirkungen. Die Notwendigkeit der Behandlung ergibt sich aus der hohen Salzkonzentration und möglichen Verunreinigungen, die während der Nutzung im Prozess aufgenommen werden.

Aufgrund ihres hohen Salzgehalts ist Sole in der Regel schwer mit herkömmlichen Methoden zu behandeln; ihre Handhabung ist kompliziert und kann sehr kostspielig sein.

Bei geringer Soleproduktion kann diese extern verwaltet werden. In den meisten Fällen ist jedoch die wirtschaftlichste Option, die Sole vor der Einleitung zu behandeln.

Das Hauptziel der Solebehandlung besteht darin, gelöste Natriumionen (Na) aus dem Salz im Abwasser zu entfernen. Je nach Herkunft bestimmter Soleabwässer kann eine zusätzliche Behandlung erforderlich sein, um andere Verunreinigungen wie Metalle und andere Ionen, die die Wasserhärte verursachen, wie Calcium (Ca), zu entfernen.

Brine und salzhaltige Abwässer können je nach ihrer Verunreinigung in zwei Gruppen eingeteilt werden:

• Enthält nur gelöste SalzeDies ist der Fall bei Meerwasser und Abwässern aus Wasseraufbereitungsanlagen (z. B. Enthärtungsanlagen und Umkehrosmose-Ableitlösung).
• Enthält neben Salzen auch andere VerunreinigungenAbwässer aus der Textilindustrie, Lebensmittelindustrie und Sickerwasser von kommunalen Hausmülldeponien zum Beispiel.

Je nach den Verunreinigungen in der Sole ist die geeignetste Behandlungsoption die Nutzung unterschiedlicher Technologien. Industrielles salzhaltiges Wasser ist hinsichtlich der Zusammensetzung eine komplexe Mischung, daher ist die Vakuumverdampfung eine der wettbewerbsfähigsten Optionen.

Lake wird in einer Vielzahl von industriellen Prozessen verwendet, wobei die wichtigsten die folgenden sind:

• Entsalzung von Meerwasser: Die Trinkwasserproduktion durch Entsalzung von Meerwasser oder Brackwasser hat sich in den letzten Jahrzehnten in allen wasserarmen Regionen ausgeweitet. Es wird geschätzt, dass es derzeit weltweit über 16.000 Entsalzungsanlagen gibt. Unabhängig von der verwendeten Technologie bei der Entsalzung wird in allen Fällen ein Lake-Strom erzeugt, der verwaltet werden muss.
• Textilindustrie: Die Textilindustrie verbraucht große Mengen an Wasser, das von hoher Qualität sein muss. Das verwendete Wasser, egal ob aus dem Versorgungsnetz oder anderen Quellen, wird oft einer Reinigung, normalerweise einer Enthärtung, unterzogen. Dadurch entsteht bei der Regeneration der Ionenaustauscherharze ein Abwasser mit hoher Salzkonzentration. Außerdem werden beim Färben von Textilien hohe Salzkonzentrationen im Wasser verwendet, um die Effizienz des Färbeprozesses der Textilfasern zu erhöhen. Dieses Abwasser enthält große Mengen organischer Stoffe sowie einen hohen Salzgehalt.
• Deponien für kommunale feste Abfälle: Sickerwässer, die von Deponien für kommunale Abfälle erzeugt werden, haben eine komplexe Zusammensetzung und müssen vor der Einleitung behandelt werden, um negative Umweltauswirkungen zu vermeiden. Als Folge dieser Behandlung entsteht ein konzentriertes Abwasser, das alle ursprünglich im Sickerwasser enthaltenen Salze enthält.
• Lebensmittelindustrie: Um Mikroorganismen am Angriff auf Lebensmittel zu hindern und diese über lange Zeiträume haltbar zu machen, wurden historisch Salzen und Lake-Konservierungstechniken verwendet. Die Lake wird üblicherweise durch Auflösen von Natriumchlorid und Natriumnitrit in kaltem Wasser bei Konzentrationen von 15-20 % hergestellt. Bei der Herstellung dieser Lebensmittel entstehen erhebliche Mengen an Lake-Abwasser. Dies gilt auch für die Herstellung von Essiggurken (eine Marinade aus Lake und Essig zur Konservierung von Oliven, Gewürzgurken, Karotten oder Zwiebeln, zum Beispiel), die Lösungen mit hoher Salzkonzentration benötigen.
• Kläranlagen: Viele Industrien verwenden hochwertiges (ultrareines) Wasser in ihren Produktionsprozessen, insbesondere die Pharma-, Lebensmittel- und Textilindustrie. Solche Industrien verwenden typischerweise Ionenaustauscherharze zur Wasserenthärtung oder membranbasierte Verfahren (Nanofiltration oder Umkehrosmose) für eine umfassendere Behandlung. Als Ergebnis dieser Reinigung entstehen Abwässer, die alle aus dem Rohwasser entfernten Salze und Verunreinigungen konzentrieren und sich durch ihre hohe Konzentration gelöster Salze auszeichnen.
• Lederindustrie: Die Ledergerberei ist bekannt für ihr hohes Kontaminationspotenzial, sowohl durch die verwendeten Reagenzien als auch durch die in den verschiedenen Prozessen erzeugten Abwässer. Allgemein umfassen die in der Gerbung von Tierhäuten verwendeten Prozesse Salzen (mit NaCl), Enthaarung (unter Verwendung von Natriumsulfid, Natriumpolysulfid oder Natriumcarbonat), Entwollung (unter Verwendung von Natriumsulfid, Natriumhydrosulfid, Aminen, Calciumhydroxid und Natronlauge), Kalken (in einem Bad aus Natronlauge), Entkalken (unter Verwendung von Salzsäure, Schwefelsäure, Borsäure, Ammoniumchlorid, Ammoniumacetat und zyklischen Estern), Beizen (Chromsalze und Formaldehyd), Gerben, Schmieren, Trocknen, Konditionieren und Veredeln (unter Verwendung von Farbstoffen und Anilin).

  Die in den verschiedenen Prozessen verwendeten Chemikalien gelangen während der Anwendung in das Abwasser.

  Obwohl die Abwässer behandelt werden, um alle vorhandenen Schadstoffe zu entfernen, werden die verwendeten Salze konzentriert, und die Abwässer weisen Salzkonzentrationen von bis zu 10.000 mg/L auf.

• Kraftwerksanlagen: Energieerzeugungsanlagen benötigen Wasser von höchster Qualität für den Betrieb. Dieses Wasser wird in Hochtemperaturdampf umgewandelt, der den Generator antreibt. Das verwendete ultrareine Wasser wird in der Regel durch Behandlung von Leitungswasser oder Wasser aus Fangsystemen gewonnen. Dieser Prozess erzeugt ein Abwasser, das alle aus dem Wasser entfernten Verunreinigungen konzentriert. Solche Abwässer zeichnen sich durch ihre hohe Salzkonzentration aus und müssen daher vor der Einleitung behandelt werden.
• Gas- und Ölförderung: Die Gas- und Ölindustrie kann ebenfalls erhebliche Lake-Abwässer erzeugen. Viele Gas- und Ölquellen befinden sich in der Nähe von Steinsalzlagerstätten. Die Technik zur Ölförderung umfasst das Bohren von Brunnen, in die Frischwasser injiziert wird, das das Salz auflöst und als Lake an die Oberfläche zurückkehrt. Öl wird durch Verdrängung nach oben gewonnen, indem Wasser oder Lake injiziert wird. Die überschüssige Lake sollte vor der Einleitung behandelt werden.
• Chemische und pharmazeutische Industrie: In der chemischen und pharmazeutischen Industrie wird Lake aufgrund ihrer Eigenschaften, des niedrigen Preises und der geringen Toxizität häufig als Kühlflüssigkeit verwendet.