Bei der Abwasserbehandlung von LG Chemicals sorgt eine Anlage von Linde für einen verbesserten Sauerstoff-Eintrag und saubere Ergebnisse. Industrieabwässer enthalten eine Vielzahl von Schadstoffen, die herausgefiltert werden müssen. Darunter fallen Schwebstoffe, gelöste organische Stoffe, die dem Abwasser Sauerstoff entziehen, sowie nur schwer zersetzbare Verbindungen, die die Natur belasten können. Die Abwasserbehandlung erfolgt in einem ersten Schritt mit dem Herausfiltern von Feststoffen durch physikalisch-chemische Verfahren. Im zweiten Schritt werden meist Verfahren auf biologischer Grundlage eingesetzt: Mikroorganismen zersetzen die organischen Stoffe im Abwasser.
Als international gängigstes Verfahren gilt das Belebtschlamm-Verfahren. Hierzu werden Aeroben - sauerstoffabhängige Bakterien - eingesetzt, um die organischen Bestandteile des Abwassers zu zersetzen und abzubauen. Zunehmend kommt eine dritte Stufe hinzu: In weiteren Verfahren, z. B. mittels der erweiterten Oxidation (Advanced Oxidation Processes, O3/UV/H2O2) oder der sogenannten Fenton-Reaktion (Fe2+/H2O2), werden diejenigen organischen und anorganischen Stoffe chemisch aufbereitet, die biologisch nur schwer oder nicht abbaubar sind.

Gesteigerter Bedarf an moderner Abwassertechnologie
Chemieunternehmen müssen ihre Abwasseranlagen nicht zuletzt aufgrund der zunehmenden Verschärfung behördlicher Auflagen auf den neuesten Stand bringen: Sie unterliegen strengen Anforderungen zur Nutzung natürlicher Wasserressourcen. Eine Betriebserlaubnis wird nur gewährt, wenn die Firmen nachweisen können, dass sie ihre Umweltbelastungen im Rahmen der in den unterschiedlichen Ländern jeweils geltenden Rechtslage halten. Daraus resultiert ein wachsender Bedarf an verschiedenen Technologielösungen, mit denen kosteneffizient die Kapazitäten vorhandener Anlagen zur Abwasserbehandlung erweitert werden können.
Eine entsprechende Lösung wurde erfolgreich bei LG Chemicals eingesetzt, einem der größten Chemiekonzerne in Südkorea. Das Unternehmen stellt ein großes Portfolio an Produkten her, das von Petrochemikalien über Halbfertigprodukte bis hin zu Hochleistungs-Werkstoffen reicht.
Die Produktionskapazität von LG Chemicals sollte ausgebaut werden, doch die vorhandene konventionelle Anlage zur Abwasserbehandlung mittels Luftsauerstoff erwies sich vor diesem Hintergrund als unzureichend. Es zeigte sich, dass der Sauerstoff-Eintrag auf der zweiten Stufe der Abwasserbehandlung nicht ausreichen würde, um ein zufriedenstellendes Ergebnis zu erzielen. Zum einen hätte dies Bußgelder oder gar einen Entzug der Betriebserlaubnis seitens der Umweltbehörden nach sich ziehen können. Zum anderen wäre die dritte Stufe der Abwasserbehandlung, die Fenton-Reaktion, erschwert worden. Ein Ausbau der Betriebsanlage war also notwendig.

Mehr Leistung bei geringen Investitionskosten
Mit der Lösung dieser Aufgabe wurde Linde beauftragt. Nach eingehender Prüfung fiel die Entscheidung für das von Linde entwickelte Solvox-V-Verfahren, das sich speziell für den Sauerstoff-Eintrag in Belebungsbecken mit niedrigen und mittleren Wassertiefen eignet. Solvox-V-Anlagen sind das Ergebnis der Weiterentwicklung bestehender Technologien für die Sauerstoff-Anreicherung und ermöglicht gegenüber diesen eine deutliche Leistungssteigerung.
Kurz gefasst, besteht eine Solvox-V-Anlage aus Hochleistungs-Tauchmotorpumpen, einer Vorrichtung zur Verteilung des angesaugten sauerstoffarmen Abwassers in mehrere gleich große Abwasserströme und Venturi-Rohren zur Sauerstoffanreicherung: Sie tragen Sauerstoff feinblasig in das Abwasser ein, wobei das Gas durch spezielle Düsen intensiv und gleichmäßig mit dem Umgebungswasser vermischt und beim Aufstieg weitestgehend gelöst wird. Hochleistungs-Tauchmotorpumpen am Auslass der Solvox-Anlage sorgen für eine Zirkulation des mit Sauerstoff angereicherten Abwassers am Grund des Belebungsbeckens. Damit sind eine ideale Sauerstoffausnutzung und höchste Wirksamkeit sichergestellt.
Der Sauerstoff-Eintrag wird automatisch durch eine Prüfvorrichtung geregelt, die in jedem Belebungsbecken angebracht ist. Das Verfahren bietet so eine hohe Flexibilität bei der Sauerstoff-Anreicherung des Abwassers, insbesondere wenn es in bestehenden Kläranlagen zum Einsatz kommt. Die Vorbereitungsmaßnahmen für die Installation sind minimal: Baumaßnahmen entfallen und die Anlage kann innerhalb kürzester Zeit in Betrieb genommen werden. Die Installation in den Klärbecken ist bei laufendem Betrieb möglich, sodass keine Kosten durch einen Anlagenstillstand entstehen.

Verbesserter Wirkungsgrad der biologischen Reinigung
Die besondere Herausforderung bei LG Chemicals bestand darin, dass zum Teil stark salzhaltige Abwässer bei hohen Temperaturen von bis zu 48 °C auf der zweiten Abwasserbehandlungsstufe geklärt werden müssen. Die Lösung brachte der Einsatz einer keramischen Nano-Partikel-Beschichtung und einer Zinkschicht als Opferanode. Zusätzlich wurde eine Konstruktion gebaut, mit deren Hilfe die fertige Anlage in die Abwasserbecken eingebracht werden konnte - ohne die vorhandenen Belüftungsrohre zu gefährden - und die es ermöglicht, die Anlage für Wartungszwecke problemlos an die Oberfläche zu heben.
Nach der erfolgreichen Installation stellte LG Chemicals rasch einen deutlich verbesserten Sauerstoff-Eintrag in der Anlage fest. Die Leistung des bestehenden konventionellen Belüftungssystems konnte um mehr als 40 % heruntergefahren werden - dennoch wurde der gewünschte Wirkungsgrad auf der zweiten Stufe der Abwasserbehandlung von 60 % auf 70 % verbessert. Durch die Linde Lösung werden dem Abwasser bis zu 70 % der Schadstoffe entzogen - gemessen am sogenannten Chemical Oxygen Demand (COD). Die so erzielte Verbesserung des Wirkungsgrads der biologischen Reinigung wirkt sich doppelt positiv aus: Sowohl der Aufwand für die dritte Stufe der Abwassereinigung, die Fenton-Reaktion, als auch die Gesamtkosten der Abwasserbehandlung werden reduziert.

Fazit
Das Beispiel von LG Chemicals zeigt: Durch die Solvox-Lösung von Linde können Gesamtleistung und Wirkungsgrad bestehender Abwassertechnik signifikant erhöht werden. Der zusätzliche Sauerstoff-Eintrag erfordert nur geringe Investitionen und liefert rasche, flexible und effiziente Lösungen für die biologische Abwasseraufbereitung.