ReWaMem

Recycling von Wäschereiabwasser zur Wiederverwendung des Abwassers mittels keramischer Nanofiltration

Hintergrund zu dem Projekt

Im Tätigkeitsbereich der Wäscherei- und Textilreinigungsbranche fallen große Mengen Abwasser an, welche daher einen entsprechenden Einsatz an Frischwasser voraussetzen. Die Abwassermenge richtet sich nach dem Verschmutzungsgrad der gebrauchten Textilien und den eingesetzten Wasch- und Waschhilfsmitteln. Waschmitteleinsatz, Faserabrieb und Schmutzanteile bestimmen dabei die Belastung des Abwassers. Es besteht ein großes Interesse an Verfahren zur effizienten Abwasseraufbereitung auf ein Qualitätsniveau, welches einen verminderten Einsatz an Frischwasser bzw. eine Wiederverwendung des aufbereiteten Wasserstroms innerhalb der Waschketten ermöglicht. Die Partner des Verbundvorhabens entwickeln u.a. eine Prozesskette, welche diesem Brancheninteresse gerecht werden soll. Hierzu sind verschiedene technische Einzellösungen zuvor zu entwickeln und Inhalt des Projektes.

Wasserrecycling schont Ressourcen und Umwelt

Nach Daten des Statistischen Bundesamtes gibt es in Deutschland ca. 5000 kleine und mittelständische Unternehmen in der Wäscherei- und Textilreinigungsbranche. Die Gesamtsumme an gewaschener Wäsche liegt bei rund 1,8 Mio t/a. Bei einem durchschnittlichen Frischwasserbedarf von ca. 12 l/kg gewaschener Wäsche ergibt sich ein Frischwasserbedarf der Branche von etwa 20 Mio. m³/a. Dies entspricht ca. 819 Millionen kW, 72.474 m3 Gas und 159.451 t CO2.

Angestrebt wird die Senkung des Frischwasserbedarfs in Textilwäschereien, indem Abwässer gezielt aufbereitet werden können. Je nach Waschgut wird unterschiedlich stark verschmutztes Abwasser erzeugt. Ebenso stellt jedes Waschgut unterschiedliche Anforderungen an die benötigte Wasserausgangsqualitäten zur Durchführung der Reinigung.

Die Projektpartner setzen in diesem Entwicklungsvorha-ben auf einer Verfahrenskette, welche bei einem Projektpartner beispielhaft umgesetzt werden soll.

Hierzu bedarf es zuvor der Entwicklung von neuartigen keramischen Membranträgern und Membranen, der Entwicklung von auf AOP-Verfahren basierten Behandlungsmethoden für die anfallende Konzentrate aus der Membranfiltration und der begleitenden Weiterentwicklung eines Onlinetools zur spezifischen Betrachtung individueller Prozessketten.

Im Bereich der Wäschereiabwässer stehen Matten- und Handtuchabwässer im Fokus. Eine Besonderheit ist der Wunsch stark gefärbte (blau) Handtuchabwässer so aufzubereiten, dass diese auch zum Waschen nichtgefärbten Handtüchern eingesetzt werden können. Im Vorfeld müssen die anfallenden Abwässer charakterisiert werden.

Besondere Beachtung muss in diesem Bereich auf die Schwermetall- als auch auf die Restsalzkonzentration gelegt werden, um eine aufbereitetes Abwasser später wiederverwenden zu können.

Neuentwicklungen zur Reinigung von Wäschereiabwasser

Basis der Verfahrensentwicklung soll eine Nanofiltrationsstufe sein, welche das Abwasser weitestgehend zu reinigen vermag. Aufbereitungsziel ist die Reduktion an CSB, Schwermetallen, AOX und ggf. eine Teilentsalzung. Besonderes Augenmerk liegt auf der Behandlung basischer Wässer bei erhöhten wäschereitypischen Temperaturen. Tubulare, keramische Filtrationselemente mit NF Membranen sollen für diese Anwendung weiterentwickelt werden (Ziel: neue Mehrkanalelemente mit erhöhtem Kanalinnendurchmesser und vergrößerter Fläche).

Bild © E.S.C.H. GmbH

Konzeptionierung energieeffizienter Systeme - Entwicklung einer Pilotanlage zur Reinigung von Abwässern mittels keramischer Nanofiltration zum Einsatz tubularer und rotierender Membranelemente bei höheren Drücken.

Alternativ sollen Rotationsscheibenfilter mit NF Mem-bran für den Markt entwickelt werden (Cut-Off < 1000 g/mol). Die Rotationsscheibenfilter sollen eine energetisch günstigere und verschmutzungsunempfindlichere, hocheffiziente Abwasserreinigung ermöglichen. Eine entsprechend nutzbarer Anlagentechnik muss somit ebenfalls innerhalb des Projektes entwickelt bzw. weiter qualifiziert werden. Ziel ist es, einen möglichst geringen Wärmeverlust durch den Filtrationsschritt zu erzielen und die gegebene Wassertemperatur darüber hinaus zu nutzen. Eine keramische Membran bildet die Basis für einen Filtrationsprozess bei erhöten Prozesstemperatur.
Der bei der Filtration immer anfallende Konzentratstrom sollen in einem AOP-basierten Verfahrensschritt weiter behandelt werden. Ziel kann die spätere Entsorgung sein.

Sichere Übertragbarkeit der Projektergebnisse

In Technikumsversuchen wird überprüft, welcher Geometrietyp - Mehrkanalrohre oder Rotationsscheibenfilter - in dieser praktischen Anwendung sowohl hinsichtlich der Robustheit als auch des Energieverbrauchs Vorteile bietet.

Dies ist die Voraussetzung zur Durchführung vergleichender Analysen unterschiedlicher Waschprozesse mit Schwerpunkt auf dem Energie- und Ressourcenbedarf. Diese Analysen werden zukünftig für Anwender durchführbar, da eine webbasiertes Onlinetool am Projektende für potenzielle Interessente zur Verfügung gestellt werden wird. Dieses Onlinetool ermöglicht es Wäschereien im Allgemeinen eine spezifischere Betrachtung der Prozessketten durchzuführen, um Wiederverwendungspotentiale von Abwässern selbst identifizieren zu können.

Charakterisierung des Abwassers aus Wäscherein und der Zielgrößen

Bild © Paul Rauschert GmbH & Co. KG

Konzepterprobung – Erste NF-Filtrationsversuche bestätigen optisch und analytisch den ersten Schritt der Verfahrenskette (li.: Abwasser aus der Handtuchwäsche, re.: Probe eines NF-Permeates).

Unsere Partner

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Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) fördert das Verbundprojekt „Recycling von Wäschereiabwasser zur Wiederverwendung des Abwassers mittels keramischer Nanofiltration (ReWaMem)“ im Rahmen der Fördermaßnahme „Wassertechnologien: Wiederverwendung (WavE II)“.