Installation einer Vakuumdestillationsanlage

In diesem Artikel finden Sie detaillierte Informationen zur Installation einer VACUDEST-Vakuumdestillationsanlage. Neben den Voraussetzungen und den Bestandteilen der Technik werden auch die Installation und die Inbetriebnahme vorgestellt.

Aufbau einer Vakuumdestillationsanlage

In diesem Artikel finden Sie detaillierte Informationen über die Installation einer VACUDEST-Vakuumdestillationsanlage in Ihrem Betrieb. Es ist oft schwierig, sich für die Einführung einer neuen Methode zur Behandlung von Produktionsabwässern zu entscheiden. Bestehende Technik ist bekannt und alles Neue erfordert eine Schulung, was einen zusätzlichen Aufwand an Ressourcen bedeutet. Es stellt sich zum Beispiel die Frage, wie der laufende Betrieb während der Umstellung aufrechterhalten werden kann, und es gibt auch Bedenken wegen Problemen, die jederzeit auftreten können. Die Experten der H2O GmbH haben daher Techniken entwickelt, die die Integration der Vakuumdestillation in den laufenden Betrieb so reibungslos wie möglich gestalten.

Anforderungen an den Standort

Um eine VACUDEST-Vakuumdestillationsanlage erfolgreich in einen Betrieb zu integrieren, sind die folgenden Standorteigenschaften erforderlich:

1. Eine Stromquelle (400V/50Hz).
2. Eine Leitungswasserversorgung mit einem Fließdruck von 1 bar und einem statischen Druck von 3 bar.
3. Zur Steuerung der Ventile wird Druckluft benötigt (6 bar, ölfrei, DIN ISO 8573-1).
4. Eine Ethernet-Verbindung mit Zugang zum Web. Durch diese Fernwartungsmöglichkeit (LINK) kann der Anwender von einer optimalen Anlagenverfügbarkeit und Werterhaltung seiner Abwasserreinigung profitieren.

Die integralen Bestandteile der Vakuumverdampfungsanlage

Eine typische Vakuumdestillationsanlage besteht aus den folgenden Komponenten, die in die Produktionspipeline integriert werden können:

1. Sammelbehälter für Prozesswasser (Schmutzwasser)

Dieser Behälter besteht in der Regel aus Kunststoff und kann 1,5 bis 2 Tagesvolumina Prozesswasser aufnehmen. Je nach Art des Abwassers und den Installationsbedingungen vor Ort kann dieser Behälter einwandig oder doppelwandig sein. Aufgrund behördlicher Auflagen in Wasserschutzgebieten müssen doppelwandige Sammelbehälter oder eine Auffangwanne um das gesamte System herum verwendet werden. Dadurch wird ein möglicher Austritt von Prozesswasser in das Erdreich verhindert. Die Auffangwanne muss die gesamte Menge an Prozesswasser aufnehmen können, die im Behälter enthalten sein kann. Außerdem muss sie über eine Überfüllsicherung oder ein Leckageüberwachungssystem verfügen. Ob ein Behälter einwandig oder doppelwandig ist, hat auch Einfluss auf die Art der Pumpe, mit der das Prozesswasser aus dem Prozesswassertank in die Vakuumdestillationsanlage gepumpt wird.

Membranpumpe versus Kreiselpumpe

Wenn aufgrund der Verunreinigungen des anfallenden Prozesswassers und der regional geltenden Wasserschutzverordnungen ein einwandiger Behälter zulässig ist, kann eine elektrisch betriebene Kreiselpumpe eingesetzt werden. Eine Kreiselpumpe ist als solche nicht selbstansaugend und muss daher bei der Installation den Mantel des Behälters durchdringen. Aus hydrostatischen Gründen kann sie nur im unteren Bereich des Tanks eingesetzt werden.
Bei bestehenden Erdtanks ist eine druckluftbetriebene Membranpumpe vorgeschrieben. Wenn aufgrund von Wasserschutzbestimmungen noch mehr Sicherheit gefordert ist, wird eine Membranpumpe eingesetzt, damit die Schutzfunktion der Doppelwände nicht beeinträchtigt wird.

Nähere Informationen zu den Pumpen, die bei der Vakuumdestillation eingesetzt werden, finden Sie hier. 

2. Anlagen zur Abwasservorbehandlung

Wenn das Prozesswasser aus verschiedenen Gründen nicht direkt in den Vakuumverdampfer geleitet werden kann, muss eine Abwasservorbehandlung vorgeschaltet werden:

Neutralisationsbehälter und pH-Regler

Da für die Behandlung mit einer Vakuumverdampfungsanlage ein neutraler bis leicht alkalischer pH-Wert (7 bis 9,5) des Abwassers erforderlich ist, muss eine Vorbehandlung durchgeführt werden, da sonst ein zu niedriger pH-Wert zu Korrosion der Anlage führen kann.

Dazu wird das Prozesswasser in einen Neutralisationstank gepumpt, der mit verschiedenen Messgeräten (pH-Wert und Temperatur, Füllstandsmessung sowie Dosierpumpen für Säure, Lauge oder beides) ausgestattet ist. Der pH-Wert wird durch Zugabe von Säure oder Lauge schrittweise auf einen Wert von 7 bis 9,5 eingestellt, um das Prozesswasser für den Verdampfungsprozess vorzubereiten. Es darf nur Wasser mit dem richtigen pH-Wert in die VACUDEST gelangen.

Bei leicht sauren oder leicht alkalischen Abwässern kann auf diesen Schritt ganz verzichtet werden, da ein in die Vakuumdestillationsanlage integrierter pH-Regler dann auch ohne die herkömmliche kontinuierliche Neutralisation für einen konstanten pH-Wert sorgt.

Das ph-Regelmodul Destcontrol  der H2O GmbH erreicht zuverlässig stabile pH-Werte und ersetzt damit die herkömmliche kontinuierliche Neutralisation, z.B. in der Lackvorbehandlung oder im Aluminiumdruckguss.

Filtersysteme bei Verunreinigungen 

Das Prozesswasser, das der industriellen Vakuumdestillation zugeführt werden soll, enthält häufig Verunreinigungen in Form von Schlämmen oder Ölen. In diesen Fällen werden verschiedene Filtersysteme wie Bandfilter oder Dreiphasenabscheider vor der Vakuumdestillation eingesetzt: 

• Sind nur Feststoffe im Abwasser enthalten, wird ein Bandfilter eingesetzt.
• Sind nur Öle und keine Feststoffe im Prozesswasser enthalten, wird der Dreiphasenabscheider in einen Zweiphasenabscheider umgewandelt.
• Sind sowohl Öle als auch Feststoffe vorhanden, kommt der Dreiphasenabscheider zum Einsatz.

Es ist wichtig, Feststoffe und Öle zu entfernen, bevor sie in die Vakuumdestillationseinheit gelangen, da sonst die Leistung und Effizienz der Vakuumdestillation erheblich beeinträchtigt wird.

Tipp: Ein Bandfilter wird oft direkt nach dem Abwassersammelbehälter und dem Dreiphasenabscheider im Bypassbetrieb installiert. Das heißt, er ist an den Prozesswasserbehälter angeschlossen und filtert das Prozesswasser kontinuierlich vor.

Damit das Vakuumdestillationssystem effizienter arbeitet und maximale Einsparungen erzielt, filtert der Dreiphasenabscheider Feststoffe und Öle heraus, die früher leicht abzutrennen waren.

3. Das Kernsystem der Vakuumdestillation - VACUDEST 

Das Zentrum einer Abwasserreinigungsanlage ist häufig eine Vakuumdestillationsanlage, auch Vakuumdestillationskernsystem genannt. Dieses Kernsystem kann das Abwasser aus der Produktion dank der Verdampfung unter Vakuum  energieeffizient behandeln - denn unter Vakuum verdampft Wasser bei etwa 80 statt 100 Grad Celsius. Bei diesem Schritt wird das Abwasservolumen enorm reduziert, da aus 100 % verunreinigtem Abwasser bis zu 98 % sauberes Destillat wird und nur 2 % Konzentrat übrigbleiben.

Die Anlage wird von H2O geliefert, installiert und in Betrieb genommen. Darüber hinaus liefert H2O auch alle zur Anlage gehörenden und notwendigen Betriebsmittel wie Entschäumer und Reinigungsmittel, die optimal auf das Prozesswasser abgestimmt sind.

Das Kundendienstkonzept der H2O GmbH umfasst persönliche, telefonische und Fernbetreuung. Und hilft bei der Auswahl der geeigneten Geräte.

Entschäumer

Stellt das System eine erhöhte Schaumbildung im Inneren fest, wird aus dem Entschäumertank eine Entschäumerflüssigkeit in das System eingeleitet, die den Schaum aufbricht und dadurch reduziert. Schaum kann entstehen, wenn das Abwasser Öle, Fette, Proteine, Emulgatoren oder Tenside enthält.

4. Tanks für Konzentrat und Destillat.

Je nach Größe der Anlage werden die Tanks für das Destillat oder für die zu entsorgenden Rückstände festgelegt. Die Tanks können von H2O geliefert werden oder der Kunde kann geeignete Tanks zur Verfügung stellen, die dann mit der notwendigen Niveauregelung nachgerüstet werden. Dies ist z.B. dann sinnvoll, wenn die Anlage im Ausland eingesetzt werden soll, um hohe Versand- und Transportkosten leere Behälter zu vermeiden.

Die Tanks für Konzentrat und Destillat sind auf die Größe der Anlage abgestimmt. Abgebildet sind Tanks für ein Abwasservolumen von bis zu 8.000 Kubikmetern pro Jahr.

Konzentrat-Tank

Der aus dem System ausgetragene Rückstand ist noch flüssig und fließfähig. Die VACUDEST entleert ihr Konzentrat automatisch in den Konzentratbehälter. Sie kann mit allen vom Kunden gewünschten Anschlüssen gefertigt werden. Bei Bedarf kann ein Tankwagenanschluss vorgesehen werden, über den der Tankwagen des Entsorgungsunternehmens das Konzentrat direkt abpumpen kann. 

Destillat-Tank

Die Größe des Tanks wird entsprechend der zukünftigen Verwendung des Destillats gewählt. Derzeit leiten etwa 30 % der Kunden der H2O, die industrielle Vakuumdestillationsanlagen betreiben, das Destillat in die öffentliche Kanalisation ein. Etwa 70 % der Kunden verwenden das gewonnene Destillat in ihren eigenen Industriebetrieben wieder. Diese Kreislaufnutzung spart große Mengen an Frischwasser.

5. Nachbehandlung für erhöhte Anforderungen an die Destillatqualität

In den meisten Fällen kann das Destillat nach der VACUDEST-Vakuumdestillation im Betrieb weiterverwendet oder direkt in die Kanalisation geleitet werden.

Ionenaustauscher: Ein Ionenaustauscher entfernt die Restsalze aus dem gereinigten Wasser.

Wenn ein Kunde strengere Anforderungen an die Leitfähigkeit stellt, als direkt über die Vakuumdestillationsanlage erreicht werden kann, kann ein Ionenaustauscher nachgeschaltet werden, um Salze zu entfernen. Dies ist in der Galvanik oft notwendig, da hier hochreines Wasser benötigt wird, das nicht durch Salze verunreinigt sein darf. Restliche Salze führen zu Ablagerungen auf dem Werkstück, die eine langlebige Lackierung verhindern.

Müssen strengere Grenzwerte für organische Verunreinigungen (CSB) eingehalten werden, kommt häufig die innovative Purecat-Technologie der H2O GmbH zum Einsatz. Der PURECAT reduziert den ohnehin niedrigen CSB-Wert nach der Vakuumdestillation nochmals um 50 Prozent.

Bei sehr hohen CSB-Gehalten im Destillat, die mit sehr strengen Grenzwerten einhergehen, ist eine weitere Nachbehandlung notwendig. Für unpolare organische Stoffe wie Fette und Öle werden Aktivkohlefilter eingesetzt. Mit der Oxydest-Technologie der H2O GmbH werden polare organische Stoffe wie Alkohole, Lösungsmittel oder API mittels UV/Peroxid effektiv reduziert.

Noch mehr Betriebs- und Entsorgungskosten lassen sich mit einem ZLD-Nachkonzentrator  senken: Er reduziert den noch fließfähigen Rückstand aus der Vakuumdestillationsanlage um weitere 50 Prozent und senkt damit auch die Entsorgungskosten um die Hälfte.

Der ZLD-Nachkonzentrator spart Entsorgungskosten durch Minimierung des Rückstandes: In der kleinen Flasche links das noch flüssige Konzentrat aus der VACUDEST, rechts weiter konzentriert mit der ZLD.

Kommt es während der Installation einer VACUDEST-Vakuumdestillationsanlage zu Einschränkungen im Produktionsbetrieb?

Die Installation einer VACUDEST-Vakuumdestillationsanlage dauert in der Regel 2-3 Wochen. Während dieser Zeit behält der Kunde den bisherigen Umgang mit seinem Prozesswasser bei. Wurde das Prozesswasser bisher entsorgt, so wird es auch in der Übergangszeit weiter entsorgt. Wurde zuvor eine chemisch-physikalische Reinigung durchgeführt, so kann diese auch während der Übergangszeit fortgesetzt werden. Sollte die VACUDEST an dem Ort installiert werden, an dem die bisherige Technik installiert war und nun ersetzt wird, kann zur Überbrückung der Zeit bis zur Installation und Betriebsbereitschaft der Vakuumdestillationsanlage auch ein Zwischenlager eingerichtet werden.

Eine ortografische Digitaldarstellung einer Vakuumdestillationsanlage.

Die Installation einer Vakuumdestillationsanlage

1. Aufstellungsplan

In der Regel muss die H2O GmbH vom Kunden einen Grundrissplan erhalten. Auf diesem Plan werden dann alle Komponenten der VACUDEST-Anlage positioniert. Liegt der Aufstellungsort in Deutschland oder in den umliegenden Ländern, kann ein Mitarbeiter der H2O GmbH auch eine Vor-Ort-Besichtigung und Vermessung durchführen. Wichtig ist, dass die Wartungs- und Sicherheitsbereiche frei sind und eingehalten werden. Die einzelnen Komponenten müssen sich nicht im selben Raum befinden, sondern können in verschiedenen Räumen oder sogar auf verschiedenen Etagen verteilt sein. Eine genaue Planung der Installation ist wichtig, um die Funktion aller Komponenten zu gewährleisten und auch um die Verrohrung und Installation der Anlage von Anfang an gut durchführen zu können.

Der Platzbedarf wird individuell anhand der Größe der Anlage und der benötigten Zusatzkomponenten ermittelt.

Der Aufstellungsplan - hier der VACUDEST M - enthält den Aufbau der gesamten Abwasseranlage und den Platzbedarf für Wartungsarbeiten.

2. Vorbereitung des Aufstellungsortes

Bevor die Anlage geliefert wird und die H2O-Monteure vor Ort sind, sollten alle notwendigen Durchbrüche für Rohrleitungen gemacht und der Aufstellungsort geräumt werden. Nach der Anlieferung der Komponenten transportiert der Kunde diese zum gewünschten Aufstellungsort und positioniert sie entsprechend dem Aufstellungsplan. H2O schickt dann die Experten zur Installation der Anlage. 

3. Installation

Das H2O-Installationsteam, bestehend aus zwei Mitarbeitern, ist in der Regel ein bis drei Wochen vor Ort. In dieser Zeit werden die Rohrleitungen aus rostfreiem Stahl verlegt. Alle elektrischen Komponenten werden verkabelt und an die Anlage angeschlossen. Darüber hinaus wird die Druckluft an die pneumatisch betriebenen Komponenten angeschlossen. Die gesamte Installation der neuen Vakuumdestillationsanlage dauert je nach Projekt zwischen 1 und 3 Wochen.

Für die Verrohrungsarbeiten werden zwei Experten vor Ort geschickt. Die gesamte Installation des neuen Abwasseraufbereitungssystems dauert je nach Projekt zwischen 1 und 3 Wochen

4. Inbetriebnahme und Nachsorge

Die H2O-Servicetechniker testen die Anlage auf Herz und Nieren und stimmen sie auf das Prozesswasser vor Ort ab. Die Inbetriebnahme wird genau überwacht. Gleichzeitig wird das Personal des Kunden direkt an der Anlage geschult. Je nach Komplexität der Anlage kann dieser Prozess zwischen weniger als einer Woche und etwa zwei Wochen dauern.

Danach wird das System an den Kunden übergeben. Selbstverständlich steht das H2O-Team auch nach der Installation jederzeit für Fragen zur Verfügung. Über die eigens eingerichtete Service-Hotline ist die H2O-Serviceabteilung direkt und schnell zu erreichen. Um eine hohe Anlagenverfügbarkeit, geringe Ausfallzeiten und einen dauerhaft hohen Wirkungsgrad der neuen Abwasserreinigungsanlage zu gewährleisten, hat die H2O GmbH zudem das Customer Care Concept  entwickelt. Es unterstützt Kunden mit regelmäßiger Vor-Ort-Wartung, telefonischer Wartung, Fernwartung und auch mit Hilfe digitaler Analysetools wie den sogenannten Smart Services.

Das Team der H2O GmbH begleitet seine Kunden durch den gesamten Lebenszyklus der Anlage, von der Auswahl und Planung des richtigen Systems, über die Installation und Inbetriebnahme bis hin zur Wartung, um den Wert Ihrer neuen Abwasseranlage zu erhalten. Unsere Lösungen klingen vernünftig und sprechen Sie an?

Sprechen Sie mit unseren Experten, wir finden gemeinsam mit Ihnen die richtige, maßgeschneiderte Lösung für Ihre Produktion. Das ist nicht nur gut für die Umwelt, sondern auch für Ihren Geldbeutel.