High-Tech aus Baden-Württemberg für die Umwelt von Morgen

aqua plus GmbH aus Böbingen ist einer der Garanten für den ökologischen und ökonomischen Umgang mit der Ressource Wasser in der produzierenden Industrie weltweit.

Wasser ist vermutlich einer der wichtigsten Rohstoffe unserer Erde. Für alle Lebewesen ist er unerlässlich. Aber auch für die Industrie ist Wasser ein sehr wichtiges Produktionsmittel, angefangen von der Kühlung oder Heizung in der mechanischen Fertigung über Hauptbestandteil einer umweltfreundlichen Reinigung von Anlagen oder Fahrzeugen bis hin zu den verschiedensten metallhaltigen Lösungen in nahezu jeder Art der chemischen Produktion. In der Industrie muss Wasser sowohl vor dem Einsatz als auch – noch wichtiger – nach der Nutzung für Produkterzeugung behandelt werden.

Wasseraufbereitung

Wasser aus natürlichen Quellen, Seen oder Flüssen enthält zahlreiche Stoffe, von gelösten Metallen über Chlor-, Schwefel- oder Stickstoffverbindungen bis hin zu organischen Verbindungen. Zu den bekanntesten Stoffen zählen Calciumcarbonat, die Vorstufe einer Kalkablagerung, oder Natriumchlorid als entscheidender Bestandteil von Salzwasser, das bei Metallen zu verstärkter Korrosion führt. Für zahlreiche Verwendungsfälle von diesem sogenannten Rohwasser müssen die Inhaltsstoffe entfernt werden, um eine Schädigung oder Beeinträchtigung von Anlagen oder Prozessverfahren zu vermeiden.

Eine ebenso wichtige Rolle spielt die Aufarbeitung von gebrauchtem Wasser nach dessen Nutzung für die Herstellung von Produkten. Vor allem in der Metallbearbeitung – beispielsweise durch Beizen von Eisen und Stahl, durch das galvanische Beschichtung mit Zink für den Korrosionsschutz, Edelmetall für dekorative Zwecke oder Kupfer im Bereich der Elektrotechnik – entstehen mehr oder weniger große Mengen an metallhaltigem Abwasser. Die intensive Abwasserbehandlung zählt in diesen Bereichen bereits seit mehr als 50 Jahren zum Stand der Technik. Seit einigen Jahren steht neben der reinen Abwasserbehandlung die Reduzierung der eingesetzten Wassermengen sowie der anfallenden Abwassermengen aus Gründen des Umweltschutzes zunehmend im Fokus.

In diesem Industriebereich ist die Marke aqua plus aus Böbingen seit etwa 25 Jahren eine feste Größe. Vor allem in der Oberflächenbearbeitung und Beschichtung von und mit Metallen sind Geräte und Anlage der aqua plus weltweit Bestandteil der Produktionseinrichtungen. Dafür kommen je nach Anforderungen an die Wasseraufbereitung unterschiedlichen Technologien zum Einsatz.

Verfahren zur Wasseraufbereitung und -reinigung

Ein seit langem bewährtes Verfahren zur Entfernung von störenden Bestandteilen aus Rohwasser ist die Membrantechnologie. Hierfür werden definiert poröse Kunststoffmembranen verwendet. Je nach Porengröße können Inhaltstoffe mit bestimmten Teilchengrößen (bzw. Größe von Ionen oder gelösten Molekülen) diese Membranen passieren; diesen Vorgang wird in der Chemie als Diffusion bezeichnet. Der Diffusionsprozess wird verstärkt durch die Bereitstellung von unterschiedlich konzentrierten wässrigen Lösungen links und rechts der Membran, eventuell ergänzt durch das Anlegen von elektrischer Spannung zwischen den beiden Seiten der Membran. Im Endergebnis lassen sich damit definiert Bestandteile aus dem Rohwasser entfernen.

Eine weitere wichtige Verfahrenstechnologie zur Wasseraufbereitung ist der Ionenaustausch. In diesem Fall werden Kunststoffgranulate eingesetzt, die bestimmte Stoffe binden können. Je nach Säuregrad der wässrigen Lösung und nach Art der zu entfernenden Inhaltstoffe sind unterschiedliche Ionenaustauschertypen kommerziell erhältlich. Von Ionenaustauscherharzen werden nahezu alle gelösten Metalle gebunden, sobald diese mit den in Wasser gelösten Metallen in Kontakt kommen. Darüber hinaus können beispielsweise auch Sulfat, Nitrat oder Phosphat gebunden und aus einer wässrigen Lösung entzogen werden; diese als Anionen bezeichneten Bestandteile kommen in wässrigen Lösungen stets als Partner von gelösten Metallen vor. Ionenaustauscher besitzen den großen Vorteil, dass die gebundenen Stoffe in einem ergänzenden Arbeitsgang, dem sogenannten Regenerieren, wieder gezielt freigegeben werden. Damit lassen sich die gebundenen Stoffe gezielt aus einem Wasserkreislauf entnehmen und einer weiteren Nutzung (vor allem die Metalle) oder Entsorgung zuführen. Die Ionenaustauscherharze stehen dann wieder in voller Funktion zur Verfügung für den erneuten Prozess der Metallentfernung.

Zu den klassischen Methoden der Aufarbeitung zählen die Fällungsreaktionen. Hierbei werden gelöste Stoffe in unlösliche Verbindungen (z.B. in Hydroxide) überführt und als Schlamm in einen mehr oder weniger festen Zustand überführt. Schlämme mit hohem Wasseranteil lassen sich zudem durch Filtern mit Hilfe spezieller Pressen sowie durch Trocknung in eine feste Masse umwandeln. Im Falle metallhaltiger Schlämme werden diese häufig verhüttet um dann wieder am Stoffkreislauf teilzunehmen.

Anlagen in unterschiedlichen Dimensionen

Auf Basis dieser verschiedenen grundlegenden Technologien werden von der aqua plus GmbH die auf jeden Einsatzzweck optimal ausgerichtete Anlage entwickelt. Dies gilt sowohl für die Zusammensetzung der verschiedenen Roh- und Abwasserarten, als auch für die zu behandelnden Wasser- und Abwassermengen. Die Dimensionen derartiger Anlagen reichen von kleinsten Ionenaustauschersystemen mit einer Grundfläche von kaum 1 m2 zur Aufbereitung von Wasser bis hin zu hallengroßen Abwasserbehandlungsanlagen mit Grundflächen von einigen 100 m2 und mehr sowie Behältern mit einigen zigtausend Litern Volumen. Stets muss bei diesen Anlagen aber der Blick auf einen geringen Wasser- und Energieverbrauch bei gleichzeitig idealer Wasserqualität sowie weitgehender Automatisierung der Verfahren gerichtet werden. Dies gilt sowohl für Nutzwasser zum Einsatz in den verschiedenen Prozessen als auch bei Abwasser, das in der Regel der örtlichen Kläranlage zugeführt wird.

Vor kurzem wurde für einen weltbekannten Hersteller von Sanitärartikeln eine Gesamtanlage zur Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung fertiggestellt, aus der die heute üblichen Anforderungen aus der Industrie ersichtlich werden. Die Anlage hat die Aufgabe, Spülwasser in unterschiedlichen Qualitäten für die galvanische Kunststoffmetallisierung zu liefern und das entstehende Abwasser zu behandeln. Für die galvanische Beschichtung werden etwa 10.000 Liter sauberes Wasser in höchster Reinheit (VE-Wasser) pro Stunde benötigt. Dem daraus entstehende Abwasser wird beispielsweise das gelöste Kupfer durch die Ionenaustauschertechnik zunächst aufkonzentriert. Aus diesen erzeugten Lösungen wird es danach durch Elektrolyse entzogen und liegt dann in metallischer Form zur Rückführung in den Industriekreislauf zur Verfügung – etwa 60 kg pro Tag. Durch diese effiziente Technologie werden etwa 100 Tonnen schwermetallhaltiger Schlamm pro Jahr vermieden. Weitere im Prozess anfallende gelösten Metalle werden zu wasserarmem Schlamm umgesetzt und gehen dann ebenfalls in den Industriekreislauf der Metallverarbeitung zurück. Die verschiedenen Verfahren der Abwasserbehandlung, wie sie aqua plus konzipiert und erstellt hat, ermöglichen es, die gesamte anfallende Abwassermenge von bis zu 40.000 L pro Stunde auf ein Volumen von etwa 8.000 L zu reduzieren. Das von Metall und weiteren Schadstoffen gereinigte Wasser geht in den öffentlichen Abwasserkanal. Damit solche gewaltigen Mengen an Wasser und Abwasser an allen Arbeitstagen über 24 Stunden Betriebszeit sicher verarbeitet werden können bzw. verfügbar sind, stehen Sammelbehälter mit einem Durchmesser von ca. 3 m und einer Höhe von bis zu 6 m zu Verfügung. Alle Behälter mit den notwendigen Behandlungssystemen sind durch Rohrleitungen – ebenfalls von aqua plus hergestellt – verbunden und werden vollautomatisiert betrieben. Sie garantieren sowohl höchste Zuverlässigkeit in Bezug auf den Umweltschutz als auch eine maximale Wirtschaftlichkeit.

Aus dem Ostalbkreis in die ganze Welt

Die Ursprünge der aqua plus liegen – wie bei vielen innovativen und motivierten Neugründungen – in den eigenen vier Wänden. So nahm der heutige Inhaber Walter Baur in Durlangen mit drei Mitarbeitern die Herstellung von Anlagen unter dem eigenen Dach auf. Nach einer kurzen Epoche in Spraitbach konnte sich das Unternehmen im Gewerbegebiet in Böbingen an der Rems niederlassen. In den Betriebsräumen werden alle Vorversuche zur Behandlung von Rohwasser und Abwasser in den unterschiedlichsten Zustandsformen durchgeführt. Daraus entstehen die Planungen und die Anlagenkonzepte zur Diskussion mit den Kunden. Anschließend werden die Anlagen, soweit es sich um kleinere Ausführungen handelt, hergestellt, getestet und an den Kunden in aller Welt ausgeliefert. So wurde beispielsweise im Herbst letzten Jahres eine Anlage nach Sydney geliefert, Kunde war einer der Weltmarktführer in der Mikrophon- und Studiotechnik. Großdimensionierte Anlagen werden in Einzelteilen in Böbingen vorgefertigt und bei Kunden aufgebaut. Stets ist die Einrichtung beim Kunden mit einer ausführlichen Einweisung für den korrekten Betrieb verbunden. Ebenso erwarten die Kunden in der Metallverarbeitung, der Keramik- und optischen Industrie oder der Halbleiterherstellung eine langjährige Bereitschaft zu Wartung und Betreuung, gegebenenfalls auch eine Modernisierung der Anlagen zu Wasseraufbereitung und Abwasserbehandlung. Damit leistet die aqua plus GmbH einen wichtigen Beitrag zum Umweltschutz und zur Einsparung der unerlässlichen Ressource Wasser!