Verdampfungssysteme von Veolia Water Technologies reduzieren Abwasser und Entsorgungskosten und ermöglichen eine Wiederverwertung des konzentrierter Wertstoffe.

Der Prozess der Abwasseraufbereitung ist zeitaufwendig und an strenge Auflagen gebunden. Bestimmte Stoffe müssen aus dem Prozessabwasser entfernt werden, um gesetzliche Grenzwerte nicht zu überschreiten. Erst dann dürfte es in öffentliche Kanalisationssysteme eingeleitet werden. Ebenfalls gängig ist die Verbrennung hochkonzentrierter Abwässer – ein umweltbelastender und teurer Prozess, der Industrieunternehmen oft bis zu 100 €/ m³ entsorgten Abwassers kostet.

Abwasserfreie Produktion durch ­Verdampfung
Als eine hochwirksame Alternative im Abwassermanagement hat sich die Aufbereitung durch Verdampfung bewährt. Auf Basis der Evaled Verdampferssysteme entwickelt Veolia Water Technologies kundenindividuelle Aufbereitungs- und Entsorgungskonzepte für eine erhöhte Betriebs- und Kosteneffizienz. Für einen Zulieferer der Automobilindustrie, bei dem 50 m³ Abwasser am Tag entsorgt werden mussten, hat der Verdampfungsexperte jüngst eine abwasserfreie („Zero Liquid Discharge“—ZLD) Produktion realisiert.
Möglich wurde das durch ein zweistufiges Aufbereitungskonzept mit einer zweistraßigen Verdampferanlage. Das anfallende Prozess­abwasser wird bauseits gesammelt und der Aufbereitungsstufe zugeführt. Mit einem Volumenstrom von 50.000 kg pro Tag wird das Abwasser im ersten Schritt über zwei energieeffiziente Evaled Verdampfer vom Typ RV F aufbereitet. Die Anlagen verfügen über einen mechanischen Brüdenverdichter und arbeiten bei einem geringen Unterdruck von 70 kPa und einer Temperatur von etwa 90 °C. Der Wärmeaustausch erfolgt in einem externen Rohrbündelwärmetauscher, in dem der heiße Dampf aus dem Kompressor die Temperatur des zirkulierenden Abwassers erhöht. In der Siede­kammer erzeugt schließlich das siedende Abwasser neuen Dampf, der verdichtet wird, bevor er zur Mantelseite des Wärmetauschers strömt. Die Anlage ist mit einer automatischen Reinigungsstation ausgestattet, die durch regelmäßige Spülzyklen den zuverlässigen Betrieb sowie eine hohe Anlagenausbeute gewährleistet. Die Konzentratausbeute beträgt beachtliche 95 %, was einer täglichen Menge von 47.500 kg Destillat entspricht, das der Prozesskette wieder zugeführt werden kann.

Vakuumverdampfung bei niedrigsten Temperaturen
Die verbleibenden 2.500 kg Konzentrat werden im zweiten Prozessschritt mit zwei Evaled Verdampfern vom Typ PC R behandelt. Um Verkrustungen durch das stark vorkonzentrierte Abwasser zu vermeiden, wird die Siedekammer durch einen Schaber gereinigt, der das Konzentrat immer wieder umrührt. Darüber hinaus wird die Effektivität gesteigert, da eine gleichmäßigere Wärmeverteilung erreicht wird. Das vorkonzentrierte Abwasser wird mit Hilfe einer leistungsstarken Wärmepumpe im Vakuum verdampft. Der Wärmeaustausch findet in einem konischen Mantel statt.  Durch den Betrieb unter Vakuum wird die Betriebstemperatur deutlich herabgesetzt, sodass die Vaporisation schon bei 40 °C erfolgt. Dadurch wird verhindert, dass leichtflüchtige Substanzen in das Destillat übergehen. Durch die unterschiedlichen Flüchtigkeiten lassen sich mittels Verdampfung einzelne Stoffe gezielt vom Wasser abscheiden, die in Einzelfällen sogar weiterverwendet werden können. Auch eine präzise Trennung von Metallen und Ionen sowie Ölen und Tensiden ist möglich.
Dieser zweite Schritt der Verdampfung erzielt erneut eine hohe Konzentratausbeute von bis zu 90 %, was einer Menge von 2.250 kg wiederverwendbarem Destillat pro Tag entspricht. Der Automobilzulieferer muss somit lediglich 250 – 375 kg Konzentrat statt der ursprünglichen 50.000 kg entsorgen. Das Resultat ist ein Kostenersparnis von mehreren tausend Euro am Tag. Da die Verdampfung weit umweltschonender als der Transport zur Verbrennungsanlage sowie schonender als die Verbrennung als solches ist, konnte der Hersteller zudem seine CO₂-Bilanz entschieden verbessern.

Abwassermanagement 4.0
Über eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) kontrolliert, sind sämtliche Evaled Modelle für den automatisierten Dauerbetrieb ausgelegt. Die Abwasserzufuhr sowie die Abfuhr des Destillats und des Konzentrats erfolgen ohne das Zutun des Anwenders. Das gesamte System lässt sich digital fernwarten und -steuern. Sämtliche relevanten Betriebsdaten werden erfasst und stehen für die Analyse aufbereitet in einer benutzerfreundlichen Oberfläche zur Verfügung. Auf diese Weise kann der Anlagen­betrieb von Betreibern einfach überwacht und kontinuierlich optimiert werden.
Evaled Verdampfer sind mit Kapazitäten von bis zu 250 t Destillat pro 24 Stunden verfügbar. Mehrere Anlagen können parallel oder mehrstufig betrieben werden. Je nach Bedarf und Anwendungssituation erfolgt die Verdampfung über unterschiedliche Verfahren. Für maximale Prozesssicherheit bei der Vaporisation besonders korrosiver Abwässer sind Ausführungen in verschiedenen Legierungen wie Edelstahl und Superduplex-Stählen oder mit einer hochresistenten Silizium-Karbid-Beschichtung verfügbar. 

Schneller Return on Investment
Installation und Inbetriebnahme erfolgen je nach Größe der Verdampferanlage in der Regel binnen 14 Tagen nach Lieferung. Die rahmenmontierten Anlagen werden ab Werk vorgefertigt und getestet ausgeliefert. Die deutlich reduzierten Entsorgungskosten und die Möglichkeit, einzelne wertige Stoffe rückzugewinnen, führt manchmal schon innerhalb eines Jahres nach Inbetriebnahme zur Amortisierung.