Industrielle Abwasserbehandlung: ZF Friedrichshafen reduziert Energieverbrauch um 78 %

Am ZF Friedrichshafen Standort Saarbrücken fallen täglich bis zu 65 m³ unterschiedlich zusammengesetztes Industrieabwasser an. EnviroChemie optimierte die bestehende Abwasserbehandlung durch das Zusammenspiel einer energieeffizienten keramischen Envochem® Ultrafiltration und digitaler Betriebsunterstützung mit WaterExpert™. Der Energieverbrauch der Waschwasseraufbereitung konnte um 78 % reduziert werden, entsprechend einer CO₂-Einsparung von 363 Tonnen pro Jahr.

Inhaltsverzeichnis:

  1. Projektdaten auf einen Blick
  2. Effiziente Behandlung unterschiedlich zusammengesetzter Industrieabwässer
  3. Keramische Envochem Ultrafiltration ersetzt die Verdampferanlage
  4. Warum kann Ultrafiltration den Energiebedarf reduzieren
  5. Digitale Betriebsoptimierung mit WaterExpert™

  6. Energieeffiziente Verfahrenstechnik trifft digitale Betriebsunterstützung

  7. Wasserrecycling zur Reduzierung des Trinkwasserbedarfs

  8. Industrielle Abwasserbehandlung energieeffizient optimieren

Projektdaten auf einen Blick

Effiziente Behandlung unterschiedlich zusammengesetzter Industrieabwässer

Am ZF-Standort Saarbrücken fallen in der Produktion täglich bis zu 65 m³ Abwasser mit unterschiedlicher Zusammensetzung an. Bei einer gemeinsamen Analyse der bestehenden Abwasserbehandlungsprozesse identifizierten ZF und EnviroChemie Potenzial, die Waschwasseraufbereitung energie- und ressourceneffizienter zu betreiben.

Dabei sollte nicht die gesamte bestehende Abwasseraufbereitungsanlage ersetzt werden. Vorhandene Anlagentechnik sollte, soweit technisch sinnvoll, in das neue Verfahrenskonzept integriert und weitergenutzt werden.

Keramische Envochem® Ultrafiltration ersetzt die Verdampferanlage

EnviroChemie entwickelte auf Basis der Prozessanalyse eine neue Verfahrenskombination. Das Herzstück der Lösung bilden keramische Envochem® Ultrafiltrationsanlagen, die die zuvor eingesetzte Verdampferanlage ersetzen. Die neue Technik ist seit Januar 2023 in Betrieb.

Bei der Umsetzung wurden Teile der vorhandenen Infrastruktur in das neue Anlagenkonzept integriert. Bestehende Behälter werden beispielsweise weiterhin zur Pufferung und zur Vorbehandlung vor der Ultrafiltration genutzt. Damit konnte bestehende Anlagentechnik weiterverwendet und gezielt um neue Verfahrenstechnik ergänzt werden.

Neben der Energieeffizienz erreicht die Ultrafiltration eine hohe Ablaufqualität. Die eingesetzte Verfahrenstechnik schafft zudem eine technische Grundlage für eine mögliche weitergehende Wasseraufbereitung und Wasserwiederverwendung.

Warum kann Ultrafiltration den Energiebedarf reduzieren?

Verdampfung und Ultrafiltration beruhen auf unterschiedlichen Trennprinzipien. Bei einer Verdampferanlage erfolgt die Trennung thermisch: Wasser wird verdampft und anschließend wieder kondensiert. Für den Phasenübergang des Wassers muss Wärmeenergie bereitgestellt werden.

Die Ultrafiltration arbeitet dagegen als druckgetriebenes Membranverfahren. Die Trennung erfolgt über eine Membran. Die für den Prozess benötigte Energie wird daher insbesondere für die Förderung und Druckbeaufschlagung des Abwassers sowie für den Betrieb und die Reinigung der Membranen eingesetzt.

Bei dafür geeigneten Abwasserströmen kann die Ultrafiltration dadurch einen deutlich geringeren Energiebedarf als eine thermische Behandlung ermöglichen. Im ZF-Projekt wurde der Energieverbrauch der Waschwasseraufbereitung nach der Umstellung des Verfahrenskonzepts um 78 % reduziert.

Die eingesetzte keramische Ultrafiltration eignet sich für die Behandlung anspruchsvoller industrieller Abwässer. Gleichzeitig erreicht die Ultrafiltration eine hohe Ablaufqualität und kann als Vorstufe für eine weitergehende Wasseraufbereitung dienen. Damit schafft das Verfahren auch eine technische Grundlage für eine mögliche zukünftige Wasserwiederverwendung.

Digitale Betriebsoptimierung mit WaterExpert™

Neben der Verfahrenstechnik ist die digitale Betriebsunterstützung ein Bestandteil des Anlagenkonzepts bei ZF. Mit der Service-Plattform WaterExpert™ von EnviroChemie erhält das Betriebspersonal Transparenz über den Betriebszustand der wassertechnischen Anlagen und wird bei täglichen Betriebsaufgaben unterstützt.

Im InformationHUB werden Betriebsdaten gesammelt, relevante Kennzahlen visualisiert und Dokumente zentral zur Verfügung gestellt. WaterExpert™ unterstützt darüber hinaus mit:

  • Push-Alarmierungen
  • Handlungsempfehlungen für Wartungen und Rundgänge
  • wiederkehrenden Berichten
  • Darstellung von Trends und Bilanzen, sowie
  • zentral verfügbaren Anlagendokumenten.

Die digitale Unterstützung ergänzt damit die energieeffiziente Verfahrenstechnik: Während die keramische Envochem® Ultrafiltration die bisherige Verdampferanlage ersetzt, unterstützt WaterExpert™ das Betriebspersonal bei Überwachung, Dokumentation und Betriebsführung der Anlage.

WaterExpert digitale Service Plattform als Smartphone App

Energieeffiziente Verfahrenstechnik trifft digitale Betriebsunterstützung

Die Umstellung der Verfahrenstechnik zeigt einen messbaren Effekt: Der Energieverbrauch für die Waschwasseraufbereitung am ZF-Standort Saarbrücken, Werk 1, wurde um 78 % reduziert. Auf Basis der Projektdaten entspricht dies einer CO₂-Einsparung von 363 Tonnen pro Jahr.

Die wichtigsten Ergebnisse

  • 78 % geringerer Energieverbrauch bei der Waschwasseraufbereitung.
  • 363 Tonnen CO₂-Einsparung pro Jahr gemäß Projektdokumentation.
  • Bis zu 65 m³ Industrieabwasser pro Tag werden am Standort behandelt.
  • Die bisherige Verdampferanlage wurde durch keramische Envochem® Ultrafiltration enersetzt.
  • Vorhandene Behälter und Anlagenteile werden im neuen Verfahrenskonzept weitergenutzt.
  • WaterExpert™ unterstützt die Überwachung, Dokumentation und den Betrieb der Abwasseraufbereitungsanlage.

Wasserrecycling zur Reduzierung des Trinkwasserbedarfs

Die eingesetzte Ultrafiltration entfernt nicht nur Bestandteile aus dem Abwasser, sondern eignet sich auch als Vorstufe für eine weitergehende Aufbereitung. Damit besteht am ZF-Standort grundsätzlich die Möglichkeit, die bestehende Anlage perspektivisch um Wasserrecycling zu ergänzen. Aufbereitetes Wasser könnte dadurch erneut genutzt und der Bedarf an Frisch- beziehungsweise Trinkwasser reduziert werden.

Eine tatsächlich realisierte Wassermenge für die Wiederverwendung ist im vorliegenden Projektbericht noch nicht angegeben. Deshalb wird an dieser Stelle bewusst kein Einsparwert genannt.

Industrielle Abwasserbehandlung energieeffizient optimieren

Das Projekt bei ZF zeigt, welches Einsparpotenzial die Überprüfung bestehender Abwasserbehandlungsprozesse bieten kann. Entscheidend ist dabei nicht zwangsläufig der vollständige Neubau einer Anlage. Auch die Kombination vorhandener Anlagentechnik mit geeigneten Verfahren wie der Envochem® Ultrafiltration kann den Energiebedarf der Abwasserbehandlung deutlich reduzieren und gleichzeitig eine Grundlage für zukünftiges Wasserrecycling schaffen.

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