Innovative Spülwasseraufbereitung in der Salzbad-Härterei
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Der Einsatz von Salzbädern in der Wärmebehandlung von Eisen- und Nichteisenmetallen ist aufgrund der besonderen Eigenschaften nur schwer durch andere Verfahren ersetzbar.
Leider stellen die anfallenden Spülwässer eine ungelöste Umweltproblematik dar. Sie enthalten umweltbelastende und hochtoxische Salze, die nicht unbehandelt in das öffentliche Abwassernetz geleitet werden dürfen, so dass eine Prozesswasseraufbereitung erforderlich wird oder die Wässer teuer entsorgt werden müssen. Die klassische chemisch/physikalische Chargenaufbereitung (Entgiftung) ist sehr aufwendig und belastet weiterhin die Umwelt mit hohen Salzfrachten. Das ist auch ein Grund warum solche Anlagen heute kaum noch eine Genehmigung erhalten.
Alternativ hat man versucht atmosphärische Verdampfer oder Verdunster einzusetzen, welche die Salzwässer bis in den kristallinen Zustand eindampfen. Ein grosser Nachteil dieses Verfahrens ist aber, dass durch die Dämpfe grosse Mengen an Emissionen anfallen. Darüber hinaus sind diese Geräte nur teilautomatisiert und haben einen hohen Energiebedarf.
Eine Lösung zur Aufbereitung salzhaltiger Härtereispülwässer nach dem heutigen Stand der Technik bieten moderne Vakuumdestillationsanlagen nach dem VACUDEST® - Verfahren.
Vakuumdestillationsanlagen haben sich besonders bei der Aufbereitung nitrit-/ni-trathaltiger Spülwässer nach Wärme-, Abschreck- und Brünierbädern bewährt. Unter bestimmten Voraussetzungen ist in dieser Anwendung neben dem vollautomatischen Recycling des gereinigten Wassers in den Spülen auch die automatisierte Rückführung des Salzes in das Salzbad möglich. Es findet somit ein 100 %-iges Recycling statt.
Einschränkungen bezüglich der Salzrückführungen und Aufbereitung gibt es bei Vakuumdestillationsverfahren immer dann, wenn Mischsalze in den Spülen vorhanden sind.
Eine Trennung der Salzfraktionen ermöglicht auch dieses Aufbereitungsverfahren nicht. Zudem muss bei cyanidischen Salzen (Vergütungs-, Kohlungs- sowie Tenifer-Bäder) oder solchen, die aus Erdalkali-Chloriden (Glühsalze) bestehen die Materialverträglichkeit im Vorfeld geprüft werden.
Die von der H2O GmbH aus Steinen entwickelten VACUDEST® - Anlagen verdampfen das Prozesswasser energiegünstig unter Vakuum und nutzen die Kondensationsenergie zur Beheizung des Schmutzwassers. Die gesamte zur Verdampfung benötigte Energie wird zurückgewonnen und dem Prozess wieder zugeführt. Eine Umweltbelastung durch Dämpfe entsteht nicht, da diese in der Anlage vollständig kondensieren. Eine solche Anlage, die bereits in mehreren Grosshärtereien ihre praktische Bewährung bewiesen hat, wird nachstehend vorgestellt.
Vakuumdestillationsanlagen zeichnen sich durch folgende Punkte aus:
• vollautomatische Betriebsweise
• geringer Energiebedarf
• keine Emissionen
• abwasserfreie Prozesswasser - Kreislaufführung
• kein Einsatz von Chemikalien
Leistungsdaten der Vakuumdestillationsanlage
Die VACUDEST® bietet die Vorteile der Eindampfung bei einem unvergleichlich geringen Energiebedarf. Sie benötigt nur ca. 75 Wh/Liter, d.h. nur ca. 7,5% von herkömmlichen Verdampfersystemen. Bei einem Strompreis von 0,09 EUR/kWh kostet das Recycling von 1 m³ Spülwasser nur 6,75 EUR im Vergleich zu ca. 90 EUR. Ein weiterer entscheidender Vorteil liegt darin, dass das gereinigte Wasser wieder dem Prozess zurückgeführt werden kann. Es wird somit kein Frischwasser benötigt, lediglich die geringen Verdunstungsverluste müssen ausgeglichen werden.
| Aufbereitung industrieller Abwässer nach dem VACUDEST® Verfahren | ||
1 Eintritt Prozesswasser |
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Funktionsbeschreibung
Die VACUDEST® arbeitet als geschlossenes System ohne Heizung und ohne Kühlung. Ausschliesslich die Energie- bzw. Wärmeverluste werden durch die Antriebsleistung der Vakuumpumpe ausgeglichen. Das Spülwasser wird automatisch über das Vakuum in die Anlage eingesaugt und verdampft dort aufgrund des Unterdruckes bei niedrigerer Temperatur. Die Dämpfe werden durch die Vakuumpumpe auf Atmosphärendruck verdichtet und kondensieren in einem Wärmetauscher, welcher als Heizregister im Verdampfer eingebaut ist. Kondensations- und Verdampfungsenergie stehen somit im Gleichgewicht.
Ist das Spülwasser auf einen Salzgehalt von 700-900 g/l aufkonzentriert, wird die Anlage automatisch entleert und ein neuer Destillationszyklus wird automatisch gestartet. Die Anlage ist für den 24-h-Automatikbetrieb ausgelegt.
Technische Merkmale
Die VACUDEST® - Anlagen zeichnen sich durch äusserst kompakte Bauweise aus. Der Leistungsbereich geht von 20 bis 2.400 Litern je Stunde. Die VACUDEST® ist auf vollautomatischen Dauerbetrieb ausgelegt. Die robuste Konstruktion enthält keine drehenden Bauteile, z.B. Pumpen oder Gebläse in der Schmutzware, d.h. kein Verschleiss und keine Undichtigkeiten durch Vorhandensein von Partikel wie z.B. Zunder im Spülbad. Die Wärmetauscher sind ständig, auch bei Stillstand der Anlage, mit Spülwasser benetzt. Somit wird eine Belagbildung durch Eintrocknen und Kristallisation der Salze vermieden. Die optimale Wartung der Bauteile ist gewährleistet. Die VACUDEST® ist mit einer automatischen Spüleinrichtung ausgestattet und der Verdampfer kann zur Inspektion mit wenigen Handgriffen ohne Hebezeug aus der Anlage gezogen werden. Auf eine Heizung, Anfahr- noch Stützenergie, wurde bewusst aus Wartungs- und Verschleissgründen verzichtet.
Praxis- Beispiel
Nitrit/Nitrathaltiges Spülwasser aus Härterei von Kleinteilen
Es werden täglich ca. 1,5 m³ Spülwasser aus AS140-Abschreckbad aufbereitet. Das Destillat wird direkt als Spülwasser wieder verwendet, das aufkonzentrierte Abschrecksalz wird in das Salzbad zurückgeführt. Zur Vermeidung einer Anreicherung von Wasser im Salz sowie von starkem Spritzen wird das Konzentrat mit einer Dosierpumpe in kleinen Mengen in das Bad geführt. Das enthaltene Restwasser verdampft beim Einleiten in das Bad. Der gesamte Prozess arbeitet abwasser- und nahezu frischwasserfrei. Die zurückgewonnene Salzmenge beträgt 72 kg/Tag, die Wassereinsparung
700 l/Tag und die Energiekosten liegen bei 6,5 EUR/m³.
Autor: Dipl.-Ing. Wolfgang Schneider
Geschäftsführer Vertrieb
Verdampfer – Vakuumdestillation – Abwasseraufbereitung – Emulsionsaufbereitung – Druckguss - Oberflächentechnik |