Die Firma UNITANK Holding GmbH & Co.KG betreibt im Anwesen Ha-fenstraße 77, 90765 Fürth, eine immissionsschutzrechtlich genehmigte Anlage zur Lagerung von Flüssigkeiten mit einem Flammpunkt von 373,15 Kelvin oder weniger mit einem Fassungsvermögen von 10 000 Tonnen oder mehr (Nr. 9.2.1 Anhang 1 4. BImSchV). Die Firma UNITANK Holding GmbH & Co.KG hat mit Schreiben vom 28.05.2020 für die Errichtung und den Betrieb einer Kohlenwasserstoff-Rückgewinnungsanlage nach dem Membranverfahren mit nachgeschalteter Druckwechsel-Adsorptionsstufe eine immissionsschutzrechtliche Genehmigung gemäß § 16 Abs. 1 BImSchG i.V.m. Nr. 9.2.1 Anhang 1 4. BImSchV bean-tragt. Die bisherige Anlage wird außer Betrieb genommen, vom Rohrleitungssystem getrennt und demontiert.
Die H.C. Starck Tungsten GmbH produziert aus Recyclingmaterialien und Erzen hochleistungsfähige Wolfram-Pulver und Wolfram-Verbindungen für den Maschinen- und Werkzeugbau, die Automobil- und Energieindustrie, die Luftfahrt sowie die Chemische Industrie. Das Unternehmen beschäftigt weltweit 550 Mitarbeiter. Ein wichtiges Produkt der Wolframchemie ist Ammoniummetawolframat (AMW), welches u.a. als Vorstoff für Industriekatalysatoren verwendet wird. Bisher wurde dieser Stoff über ein energieintensives mehrstufiges Aufbereitungsverfahren produziert. Dabei wurden mehrere Verdampfer zum Wasserentzug bzw. zur Aufkonzentrierung der AMW-Lösung verwendet. Darüber hinaus musste die AMW-Lösung mehrmals im Kreis gefahren werden, um die gewünschte Konzentration zu erreichen. Die Umkehrosmosetechnologie wurde nach dem bisherigen Stand der Technik vorrangig im Bereich der Trinkwasseraufbereitung, der Behandlung von nitrathaltigen Abwässern in der chemischen Industrie sowie zur Meerwasserentsalzung eingesetzt. Ziel des Projektes war die energieeffiziente Herstellung von Ammoniummetawolframat (AMW) aus wolframhaltigen Schrotten durch den erstmaligen Einsatz der Hochdruckumkehrosmose zur Aufkonzentrierung von AMW. Dabei sollte der Verdampfungsprozess durch eine energieeffiziente Umkehrosmoseanlage mit Arbeitsdrücken von über 100 bar substituiert werden. Die Hauptinnovation des Projektes besteht darin, dass die Hochdruckumkehrosmose erstmalig nicht nur auf einfache anorganische Salze in wässriger Lösung angewendet wird, sondern auf Isopolyionen bildende Metallate, bei denen zum Teil sehr komplizierte Gleichgewichte zwischen verschiedenen Spezies bestehen, die durch möglicherweise auftretende selektive Ionenpermeabilitäten der Membran nicht gestört werden dürfen. Kern der Anlage sind zwei parallel geschaltete Druckrohre, von denen jedes mit maximal drei Membranwickelmodulen bestückt werden kann. Diese werden über eine Kreislaufpumpe von ihrer Stirnseite her mit mehreren Kubikmetern pro Stunde auf der Konzentratseite durchströmt. Diesem Kreislauf wird über eine vorgeschaltete Vordruckpumpe und eine Hochdruckpumpe Feedlösung geringerer Konzentration zugeführt. Die Membranen haben sich auch im Langzeitbetrieb als stabil erwiesen, was die wirtschaftliche Nutzung dieser Technologie erst ermöglicht. Im Vergleich zum herkömmlichen Verdampfungsverfahren konnte durch die Hochdruckumkehrosmose eine Energieeinsparung von über 97 Prozent erzielt werden. Bei einer jährlichen Produktionsmenge von 1.000 Tonnen AMW entspricht das einer Einsparung von 5600 Megawattstunden Energie und damit ca. 1.021 Tonnen CO 2 -Äquivalente bzw. ca. 1.023 Kilogramm CO 2 -Äquivalente pro Tonne AMW. Da die H.C. Starck Tungsten GmbH ausschließlich Strom aus erneuerbaren Quellen bezieht, beträgt die CO 2 -Einsparung 100 Prozent. Zusätzlich zur Energieeinsparung wurde auch der Verbrauch an Natronlauge (50-prozentige NaOH) um ca. 39 Tonnen pro Jahr gesenkt. Die Emissionen an Neutralsalz (Na 2 SO 4 ) über das behandelte Abwasser konnten so um etwa 35 Tonnen pro Jahr reduziert werden. Das Vorhaben hat einen sehr guten Modellcharakter und ist prinzipiell auch auf andere Anwendungen zur Aufkonzentrierung von Metallaten oder auf andere komplizierte chemische Systeme übertragbar. Branche: Chemische und pharmazeutische Erzeugnisse, Gummi- und Kunststoffwaren Umweltbereich: Klimaschutz Fördernehmer: H.C. Starck Tungsten GmbH Bundesland: Niedersachsen Laufzeit: 2018 - 2020 Status: Abgeschlossen
Der Erftverband betreibt im linksrheinisch gelegenen Einzugsgebiet der Erft über 30 kommunale Kläranlagen worunter sich auch drei Membranbelebungsanlagen (MBA) befinden. Die größte dieser drei Anlagen in Kaarst-Nordkanal behandelt Abwasser für 80.000 Einwohner und ist seit 2004 in Betrieb. MBA haben das Potenzial, mit einem einzigen Verfahren weitergehende Anforderungen an die Behandlung kommunalen Abwassers, einschließlich der Reduzierung von Mikroschadstoffen, mikrobiellen Krankheitserregern und auch Mikroplastik zu erfüllen. Unter Einsatz der Membrantechnik ist eine Ablaufqualität erreichbar, deren Belastung mit Keimen niedriger ist, als es die EU-Badegewässerrichtlinie fordert. Trotz dieser Vorteile wird ein breiter Einsatz der Membrantechnik zur Abwasserbehandlung in Deutschland vielfach durch die Diskussion um die Energiekosten gedämpft. In den Jahren 2011 bis 2015 wurden bereits im Rahmen des UIP-Förderschwerpunkts „Energieeffiziente Abwasseranlagen“ auf der Anlage Nordkanal Maßnahmen zur prozess- und verfahrenstechnischen Verbesserung der Membranfiltration durchgeführt und dadurch der Energieverbrauch MBA deutlich reduziert ( Link zum Förderprojekt ). Ziel des vorliegenden Vorhabens war es nun, den Energieverbrauch der Anlage noch weiter zu senken. Gleichzeitig sollten die Reinigungsleistung der MBA erhalten und in Bezug auf neue Reinigungsziele weiterentwickelt werden. Die bestehende MBA wurde dazu 2019 um ein Vorklärbecken, eine anaerobe Schlammfaulung zur Klärgasproduktion, ein Blockheizkraftwerk (BHKW) sowie um eine Teilstrombehandlung des Schlammwassers mittels Deammonifikation ergänzt. Im Ergebnis der Umrüstung ging der Energiebedarf der Anlage weiter zurück. Bis zu 40 Prozent der benötigten elektrischen Energie am Klärwerkstandort werden aus Klärgas und Fotovoltaik erzeugt. Der Strombezug der MBA Kaarst-Nordkanal sank gegenüber dem Zustand vor Optimierung und Umbau um mehr als 60 Prozent. Im Jahr 2019 betrug der Stromverbrauch 3.173 Megawattstunden und sank damit von 69 Kilowattstunden je Einwohner im Jahre 2008 auf 39,7 Kilowattstunden je Einwohner. Für 2020 wurde ein Stromverbrauch 2.900 Megawattstunden prognostiziert. Der jährliche CO 2 -Fußabdruck der Abwasserbehandlungsanlage reduzierte sich so von rund 3.200 Tonnen auf rund 1.000 Tonnen. Im Rahmen des Vorhabens konnten neue Grundsätze für die Auslegung von kommunalen MBA entwickelt werden, die eine erhebliche Leistungssteigerung und Energieeinsparung bewirken. Durch die Biogasverwertung und die PAK-Dosierung in die MBR stellt das Membranbelebungsverfahren derzeit die einzige wirtschaftliche Technologie dar, mit der gleichzeitig weitergehende Reinigungsziele inkl. Wasserwiederverwendung ohne Reihung weiterer zusätzlicher Verfahrensstufen realisiert werden kann. Das energieeffiziente Membranbelebungsverfahren eröffnet neue, zukunftsorientierte Sanierungsmöglichkeiten für bestehende Kläranlagen. Die Reinigungsleistung in Bezug auf antibiotikaresistente Keime und andere mikrobielle Krankheitserreger wurde in einem begleitenden Vorhaben evaluiert. In einem aktuellen Forschungsprojektes des Erftverbandes „MBR AKTIV“ wird zurzeit erfolgreich die Entfernung von Mikroschadstoffen durch die Zugabe von Pulveraktivkohle (PAK) direkt in den Membranbioreaktor untersucht. Die Untersuchungsergebnisse werden Mitte 2021 veröffentlicht. Branche: Öffentliche Verwaltung, Erziehung, Gesundheitswesen, Erholung Umweltbereich: Wasser / Abwasser Fördernehmer: Erftverband KöR Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: 2014 - 2019 Status: Abgeschlossen
Aufbereitung salzhaltiger Abwässer aus der Kunststoffproduktion Salzhaltige Industrieabwässer sind gleich mehrfach problematisch: Sie lassen Rohre schneller rosten, belasten Flüsse und Seen und erschweren die Trinkwassergewinnung. In einer Pilotanlage des Umweltinnovationsprogramms werden seit 2015 störungsfrei solche Abwässer aus der Kunststoffherstellung aufbereitet, Wasser und Salz wieder in den Produktionskreislauf (die Elektrolyse) eingespeist. Die Firma Covestro produziert am Standort Krefeld-Uerdingen Polycarbonat. Dank der neuen Anlage kann (beim Durchsatz von 30 Kubikmeter pro Stunde) auf die Herstellung von 223.200 Tonnen voll entionisiertes Wasser pro Jahr verzichtet werden und es werden 16.800 Tonnen Siedesalz pro Jahr weniger in den Rhein geleitet. Trotz des durch das Kreislaufverfahren zusätzlichen Aufwands werden in der Summe Treibhausgase mit einer Klimawirkung von etwa 965 Tonnen CO 2 pro Jahr weniger emittiert. Die Anlage läuft seit Dezember 2015 störungsfrei im kontinuierlichen Betrieb, derzeit mit 50 Kubikmeter pro Stunde. Ob negative Langzeiteffekte, wie eine vorzeitige Alterung und Schädigung der Membranen der Elektrolyse, auftreten, muss sich noch zeigen. Bei einem erfolgreichen Monitoring sollen andere Covestro-Standorte diese Technologie ebenfalls anwenden. Das Projekt hat Modellcharakter und kann auf andere Standorte der chemischen Industrie angewendet werden, an denen sowohl Natriumchlorid-haltiges Abwasser anfällt als auch eine Chlor-Alkali-Elektrolyse mit Membranverfahren betrieben wird.
Wie das Schwimmbad sauber bleibt Für die Badegäste unsichtbar arbeiten Wasseraufbereitungsanlagen im Verborgenen und sorgen für sauberes und hygienisch einwandfreies Wasser. Wie das funktioniert und was die Badegäste selbst für sauberes Wasser tun können, erklärt unser neuer Ratgeber "Rund um das Badewasser“. Haare und Hautschuppen, Kosmetika und Schweiß – die meisten Verschmutzungen im Beckenwasser stammen von den Badegästen selbst. Jeder Mensch ist von Mikroorganismen besiedelt. So gibt jeder von uns bei jedem Baden rund zwei Milliarden Mikroorganismen (Bakterien und Viren) ab. Davon stammen die meisten von unserer Haut und sind harmlose Bakterien. In Freibädern spielen auch Verunreinigungen aus der Luft eine Rolle. Neben Blättern, Tannen- und Fichtennadeln handelt es sich dabei meist um natürliche Stäube, aber auch um Vogelkot, der Krankheitserreger enthalten kann. Neben den meist harmlosen Mikroorganismen können aber auch solche ins Wasser gelangen, die weniger harmlos sind und sogar Erkrankungen wie Magen-Darm-Erkrankungen, Erkrankungen der Haut, der Augen, des Ohres und der Atemwege hervorrufen können. In Seen oder Flüssen erreichen diese durch die starke Verdünnung meist keine hohen Konzentrationen. Im Schwimmbecken ist das anders, hier ist die Badegastdichte sehr viel höher. Daher müssen Verunreinigungen und Mikroorganismen ständig aus dem Badewasser entfernt werden. Welche Bedingungen hierbei einzuhalten sind und wie ein Bad richtig betrieben wird, regelt die Norm DIN 19643 „Aufbereitung von Schwimm- und Badebeckenwasser“ (siehe Regeln und Normen zur Wasserqualität in Schwimmbädern ). Außerdem wird das Wasser anhand einiger sogenannter Indikatorbakterien oder „Anzeigerbakterien“ überwacht. Die Wasseraufbereitung erfolgt im Kreislauf und für die Badegäste unbemerkt. Das Beckenwasser ist ständig in Bewegung – über die Überlaufrinne ab Beckenrand in die Wasseraufbereitung und zurück in das Schwimmbecken. So wird verunreinigtes Badewasser ständig abtransportiert und gereinigtes frisches Wasser nachgeliefert. Flockung und Filtration Ein Schritt in der Aufbereitung von Schwimmbadwasser ist die Filtration des Wassers. Hierbei werden dem Wasser vor der Filtration Flockungsmittel, z.B. Aluminium oder Eisensalze zugesetzt. Schmutzstoffe (zum Beispiel Kosmetika und Mikroorganismen) verbinden sich mit dem Flockungsmittel zu größeren Flocken, die im Filter zurückgehalten werden können. Auch die sogenannte Ultrafiltration wird zur Abtrennung von geflockten Schmutzstoffen aus dem Schwimmbadwasser eingesetzt. Das aufzubereitende Wasser wird bei diesem Verfahren mit Druck durch poröse Membranen gepresst. Aktivkohle, Ozon, UV-Licht Mit der Flockung und Filtration ist es nicht möglich, gelöste chemische Stoffe wie z. B. Harnstoff, das für den typischen Hallenbadgeruch verantwortliche Trichloramin, aus dem Schwimmbadwasser zu entfernen. Dafür gibt es unterschiedliche andere Möglichkeiten. Zum Beispiel wird das Wasser mit Aktivkohle gereinigt. An der porösen Oberfläche bleiben die gelösten Stoffe haften und werden so aus dem Wasser entfernt. Das Gas Ozon wird vor allem in Therapiebädern ins Badewasser gemischt. Das reaktionsfreudige Gas Ozon zerstört viele Wasserinhaltsstoffen (z. B. Harnstoff). Gleichzeitig werden durch Ozon Mikroorganismen, darunter mögliche Krankheitserreger, im Wasser abgetötet. Da Ozon giftig ist, wird es anschließend in einem Aktivkohlefilter wieder aus dem gereinigtem Badewasser entfernt. Auch die Bestrahlung mit ultraviolettem Licht (UV-Bestrahlung) wird bei der Entfernung von unerwünschten gelösten Verbindungen aus dem Badewasser eingesetzt. Chlor Kurz bevor das aufbereitete und nun saubere Wasser in das Becken zurückströmt, fügt man ihm Chlor zur Desinfektion zu. Die von den Badegästen ins Beckenwasser eingetragenen Bakterien und Viren, darunter eventuell Krankheitserreger, werden von dem Desinfektionsmittel innerhalb kurzer Zeit an Ort und Stelle im Becken wirksam dezimiert, bevor sie einem anderen Badegast gefährlich werden könnten. Etwas Chlor im Wasser, gewissermaßen als Depot, ist daher zum Schutz vor Ansteckung notwendig. Viele weitere Informationen finden Sie in unserem Ratgeber Rund um das Badewasser .
Energieverbrauch von Membrankläranlage um 30 Prozent reduziert Membrankläranlagen reinigen besonders gut. Aus dem durch Membranen strömenden Wasser werden unter anderem Mikroorganismen und Mikroplastik fast vollständig entfernt. Dass sie mit einem Energieverbrauch betrieben werden können, der nur wenig höher ist als der konventioneller Kläranlagen, konnte in einem Projekt des Umweltinnovationsprogramms demonstriert werden. Die Membrantechnik ist zum Beispiel für Kläranlagenbetreiber interessant, die ihr behandeltes Abwasser in Badegewässer einleiten und deshalb die Anforderungen der Badegewässerrichtlinie einzuhalten haben. In einem vergangenes Jahr angelaufenen Folgeprojekt soll die Energiebilanz der Membrantechnik weiter verbessert werden, in dem Faulgas für ein Blockheizkraftwerk gewonnen wird. Partner beider Projekte ist der Erftverband bei Köln.
Die OFTECH Oberflächentechnik GmbH ist ein mittelständisches Unternehmen der Galvanikbranche. Das Unternehmen beschichtet insbesondere Bauteile der Automobil- und Elektroindustrie. Die Firma plant im Zuge der Umstellung von Chrom-VI- auf Chrom-III- Beschichtungen erstmals in der Galvanikindustrie den Einsatz von Techniken, die in anderen Bereichen bereits Stand der Technik sind. So soll die Errichtung einer neuen mobilen Anlage, in der spezielle Ionentauscher für die frühzeitige Entfernung von Störstoffen aus den Prozesslösungen (Elektrolyten) sorgen, zur Reduzierung der verbrauchten Beizen und Elektrolyte sowie zu einer Optimierung der Spülprozesse und der Abwasserströme führen mit der Folge, dass sich die Standzeiten der Wirkbäder saurer Zink und der Salzsäurebeizen spürbar verlängern. Der Einsatz einer Nanofiltrationsanlage mit Membrantechnik ermöglicht eine Kreislaufführung, in der sämtliche Spülwässer in einer Umkehrosmoseanlage behandelt und das Permeat als Spülwasser im Kreislauf wieder verwendet werden können. Trotz einer Kapazitätsausweitung, die für einen effizienten Einsatz der Neuerungen erforderlich ist, werden durch das neue Verfahren erhebliche Mengen sonst erforderlicher gefährlicher Chemikalien (Salzsäure und Natronlauge) eingespart und der Verbrauch von Frischwasser sowie die Abwassermenge um ca. 1.000 Kubikmeter pro Jahr reduziert. Branche: Metallverarbeitung Umweltbereich: Wasser / Abwasser Fördernehmer: OFTECH Oberflächentechnik GmbH Bundesland: Nordrhein-Westfalen Laufzeit: 2011 - 2013 Status: Abgeschlossen
Für die Maghreb-Region und die Länder Türkei, Vietnam und Ukraine werden über länder- und regionenspezifische Marktanalysen die dort hauptsächlich auftretenden Wasserprobleme und die bisherigen Wasserprojekte identifiziert. Aktivitäten von deutschen Firmen und Institutionen in diesen Regionen werden vor dem jeweiligen Hintergrund betrachtet und bewertet. Die grundlegenden Daten. die interessierten Unternehmen und Akteuren hilfreiche Hinweise und Informationen über die Länder liefern, werden gebündelt dargestellt. Den betrachteten Regionen gemein ist, dass vielfach keine flächendeckende Wasserver- und Abwasserentsorgungsstruktur vorhanden ist. Damit ergibt sich die Möglichkeit, neue, angepasste Strategien umzusetzen, um Infrastrukturen zu schaffen, die eine geordnete Ver- und Entsorgung gewährleisten, gleichzeitig aber einer integrierten Betrachtung von Wasserversorgung, Abwasserentsorgung und Gewässerschutz in Verbindung mit anderen Infrastrukturbereichen Rechnung tragen. Hierbei ist das besondere Potenzial der deutschen Wasserwirtschaft zu berücksichtigen, das in einer breiten Aufstellung sowie einer Vorreiterrolle in verschiedenen innovativen Detailbereichen besteht, so dass an regionalspezifische Randbedingungen angepasste Detaillösungen und neue nachhaltige Gesamtkonzepte erarbeitet und angeboten werden können. Diese werden zukünftig mehr und mehr auf einer sektorübergreifenden Verknüpfung von Wasserversorgung, Abwasserentsorgung, Energieversorgung sowie Boden- und Gewässerschutz basieren und beispielsweise auf dem Ansatz von integrierten Wasserinfrastrukturkonzepten beruhen (z.B. Schließung von Stoffkreisläufen durch Wiederverwendung, Trennung und Behandlung von Tellströmen, etc.) oder Spezialtechniken beinhalten (z.B. Nährstoffrückgewinnung, Membrantechniken). Insbesondere im Einsatz von innovativen und integrierten Systemlösungen besteht großes Potenzial für die deutsche Wasserwirtschaft, sich von konventionellen Angeboten abzuheben. Ausgehend von der Bewertung der Ländersituationen und der identifizierten Exporthemmnisse werden übergreifende Strategieempfehlungen entwickelt, die zur Verbesserung der Präsenz der deutschen Anbieter auf internationalen Märkten beitragen können (z.B. bessere Koordinierung und Bündelung von Förderaktivitäten, Entwicklung und Demonstration integrierter Gesamtkonzepte, Hilfestellung für KMUs).
Chlorherstellung (Amalgamverfahren): Chlor in elementarer Form (Cl2) wird heute elektrochemisch dargestellt. In diesem Prozess wird die Herstellung von Cl2 durch Elektrolyse von Natriumchlorid (NaCl) nach dem Amalgamverfahren bilanziert. Der Prozess liefert neben Chlor stets Natronlauge und Wasserstoff. Ausgangsstoff des Verfahrens ist Natriumchlorid in Wasser gelöst. Der Elektrolyt wird im Kreis geführt. Das Kernstück des Verfahrens ist die Quecksilberzelle, in der an einer Graphit- oder Titan-Elektrode aus der Kochsalzlösung reines gasförmiges Chlor abgezogen werden kann. An der flüssigen Quecksilberkathode bildet sich eine Natrium-Quecksilberverbindung (Amalgam), aus der im Amalgamzersetzer eine sehr reine 50 %ige Natronlauge gewonnen wird. Die Hauptnachteile des Verfahrens liegen in den Quecksilberemissionen und dem hohen Verbrauch an elektrischer Energie. Der Vorteil gegenüber anderen Verfahren ist die hochreine Natronlauge. Als Rohstoffe für die Elektrolyse dienen neben Natriumchlorid in geringem Umfang auch Salzsäure und Kaliumchlorid. 1987 wurden etwa 93 % des Chlors aus NaCl hergestellt. Es stehen drei verschiedene Elektrolyseverfahren für NaCl zur Verfügung: das Amalgamverfahren, das Diaphragmaverfahren und das Membranverfahren. 1985 entfielen in der BRD ca. 63 % der gesamten Chlorproduktion auf das Amalgamverfahren, ca. 31 % auf das Diaphragmaverfahren und ca. 6 % auf sonstige Verfahren (HCl, Schmelzfluß) (Tötsch 1990). Die Verteilung der weltweiten Produktionskapazitäten auf die verschiedenen Verfahren nach (Ullmann 1993) können für das Jahr 1990 der Tabelle 1 entnommen werden. Das Membranverfahren stellt das derzeit modernste Verfahren dar. In der Bundesrepublik sind jedoch nur Versuchsanlagen bei der Hoechst AG und der Bayer AG in Betrieb (UBA 1991). Die Produktion an Chlor betrug 1987 in der BRD ca. 3,5 Mio. Tonnen. Die Weltkapazität für die Chlorherstellung ist größer als 40 Mio. Tonnen pro Jahr (Ullmann 1986). Die Kennziffern dieser Prozeßeinheit beziehen sich auf die Chlorherstellung in Deutschland Ende der 80er Jahre. Tabelle 1 Produktionskapazitäten 1990 in Prozent (Ullmann 1993). Prozess USA Kanada Westeuropa Japan Amalgam 18 15 65 0 Diaphragma 76 81 29 20 Membran 6 4 6 80 Allokation: Bei der Elektrolyse entstehen Cl und NaOH im molaren Verhältnis von 1 zu 1. Entsprechend diesem Verhältnis werden die Gesamtwerte der Elektrolyse (Massenbilanz, Energiebedarf, Emissionen, Wasser) zwischen Chlor und Natriumhydroxid zu gleichen Anteilen aufgeteilt. Rechnet man das molare Verhältnis auf Mengen um, so enstehen pro Tonne Cl2 1,128 Tonnen NaOH (100 %ig). Bei der Elektrolyse entstehen weiterhin 28 kg Wasserstoff (H2)/t Cl2. Es wird angenommen, daß der Wasserstoff energetisch verwertet wird (Verbrennung). Entsprechend wird für H2 eine Energiegutschrift (siehe: „H2-Kessel-D“) berechnet, die zu jeweils 50 % der Chlor- und Natronlaugeherstellung gutgeschrieben wird. (Vgl. Prozess Chem-Anorg\NaOH). Massenbilanz: Zur Herstellung einer Tonne Cl2 (und gleichzeitig 1,128 t NaOH) werden als Rohstoff 1710 kg Natriumchlorid benötigt. Um Verunreinigungen aus dem Elektrolyten für die Elektrolyse zu entfernen werden 54 kg Fällungsmittel (NaOH, Na2CO3, BaCO3) eingesetzt. Die Verunreinigungen fallen als Abfall (151 kg, feucht) an. Bei der Reaktion enstehen als Nebenprodukt 28 kg Wasserstoff (Energiegutschrift bei GEMIS). (Tötsch 1990). Zur Genese der Kennziffern bei GEMIS werden nach der obigen Allokationsregel dem Chlor 50 % der aufgeführten Mengen zugeteilt. Die restlichen 50 % entfallen auf die Herstellung der Natronlauge. Energiebedarf: Der Energiebedarf für den Gesamtprozess der Herstellung einer Tonne Chlor und 1,128 Tonnen NaOH (die Werte wurden von der Natronlaugen- auf die Chlorherstellung umgerechnet) für die verschiedenen Elektrolyseverfahren kann nach (Ullmann 1993) der Tabelle 2 entnommen werden. Als Kennziffer für die hier betrachtete Prozeßeinheit (Amalgamverfahren) wurde gemäß der Allokationsregel 50 % der Mittelwert der Werte aus Tabelle 2 - 1692 kWh/t Cl 2 - eingesetzt. Tabelle 2 Energiebedarf in kWh für die Herstellung von 1t Chlor und 1,128 t NaOH Energie [kWh] Amalgam Diaphragma Membran elektr. Energie 3158-3610 2820-2933 2594-2820 Dampf(äquivalent) 0 790-1015 102-203 Summe 3158-3610 3610-3948 2696-3023 Im Vergleich dazu wird der Gesamtenergiebedarf bei (Tötsch 1990) mit 3700 kWh/t Cl2 + 1,128 t NaOH elektrischer Energie - nach Allokation: 1850 kWh/t Cl2 - angegeben. Da die Werte aus (Ullmann 1993) besser nachvollziehbar sind, werden diese für GEMIS verwendet. Emissionen: Die Quecksilber(Hg)-Emissionswerte (Luft, Wasser und Deponie) wurden auf der Grundlage von Daten aus dem Jahr 1985 berechnet [(Tötsch 1990), siehe Tabelle 3]. In der letzten Zeile der Tabelle sind die anteiligen Emissionswerte (50 % der Gesamtemissionen) für die Chlorherstellung 1985 (2,2 Mio. t Amalgamchlor) aufgelistet. Tabelle 3 Hg-Gesamtemissionen bei der Chlorherstellung in Tonnen für das Jahr 1985. Wasser Luft Produkte Deponie Summe [t] 0,20 4,20 1,10 36,30 [g Hg/t Cl2] 0,05 0,96 0,25 8,25 Die Quecksilberemissionen auf den Deponien setzen sich aus dem Filterschlamm, verbrauchten Katalysatoren, Rückständen aus der Produktreinigung und abgewrackten Anlagenteilen zusammen (Tötsch 1990). Aufgrund von gesetztlichen Auflagen und technischen Neuerungen kann derzeit vermutlich von geringeren Emissionen ausgegangen werden. Dies wird durch die neueren Daten von (BUWAL 1991), die auch für GEMIS verwendet werden, bestätigt. Dort werden für die Herstellung von 1 t Chlor (Anteil für Cl2 an den Gesamtemissionen) Hg-Emissionen von 0,47 g (Luft) und 0,028 g (Wasser) aufgeführt. Die Cl2-Emissionen werden bei BUWAL mit 0,25 g/t Cl2 beziffert. Weiterhin wird bei BUWAL für das Abwasser eine Fracht von 0,575 g an gelösten anorganischen Stoffen pro Tonne Chlor angegeben. Wasser: Das für die Chlor- und Natronlaugenherstellung benötigte Wasser (Gesamtwerte für 1 t Cl2 und gleichzeitig 1,128 t NaOH) setzt sich aus dem chemisch verbrauchten Wasser 508 kg, z.B. für die Bildung von Wasserstoff), dem Lösungswasser (1147 kg, Lösung von NaCl und Bildung der wässrigen NaOH), dem Niederdruckdampf (250 kg), dem Prozeßwasser (1650 kg) und dem Kühlwasser (100000 kg) zusammen (Tötsch 1990). Die Abwassermenge wird bei (Tötsch 1990) mit 0,3 bis 1,0 m3 pro Tonne produziertem Chlor (und 1,128 t NaOH) angegeben. Der obige Wasserbedarf wurde für GEMIS anteilig zu je 50 % unter den beiden Prozessen zur Chlor- und Natronlaugeherstellung aufgeteilt. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2020 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 117% Produkt: Grundstoffe-Chemie Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften
Chlorherstellung (Amalgamverfahren): Chlor in elementarer Form (Cl2) wird heute elektrochemisch dargestellt. In diesem Prozess wird die Herstellung von Cl2 durch Elektrolyse von Natriumchlorid (NaCl) nach dem Amalgamverfahren bilanziert. Der Prozess liefert neben Chlor stets Natronlauge und Wasserstoff. Ausgangsstoff des Verfahrens ist Natriumchlorid in Wasser gelöst. Der Elektrolyt wird im Kreis geführt. Das Kernstück des Verfahrens ist die Quecksilberzelle, in der an einer Graphit- oder Titan-Elektrode aus der Kochsalzlösung reines gasförmiges Chlor abgezogen werden kann. An der flüssigen Quecksilberkathode bildet sich eine Natrium-Quecksilberverbindung (Amalgam), aus der im Amalgamzersetzer eine sehr reine 50 %ige Natronlauge gewonnen wird. Die Hauptnachteile des Verfahrens liegen in den Quecksilberemissionen und dem hohen Verbrauch an elektrischer Energie. Der Vorteil gegenüber anderen Verfahren ist die hochreine Natronlauge. Als Rohstoffe für die Elektrolyse dienen neben Natriumchlorid in geringem Umfang auch Salzsäure und Kaliumchlorid. 1987 wurden etwa 93 % des Chlors aus NaCl hergestellt. Es stehen drei verschiedene Elektrolyseverfahren für NaCl zur Verfügung: das Amalgamverfahren, das Diaphragmaverfahren und das Membranverfahren. 1985 entfielen in der BRD ca. 63 % der gesamten Chlorproduktion auf das Amalgamverfahren, ca. 31 % auf das Diaphragmaverfahren und ca. 6 % auf sonstige Verfahren (HCl, Schmelzfluß) (Tötsch 1990). Die Verteilung der weltweiten Produktionskapazitäten auf die verschiedenen Verfahren nach (Ullmann 1993) können für das Jahr 1990 der Tabelle 1 entnommen werden. Das Membranverfahren stellt das derzeit modernste Verfahren dar. In der Bundesrepublik sind jedoch nur Versuchsanlagen bei der Hoechst AG und der Bayer AG in Betrieb (UBA 1991). Die Produktion an Chlor betrug 1987 in der BRD ca. 3,5 Mio. Tonnen. Die Weltkapazität für die Chlorherstellung ist größer als 40 Mio. Tonnen pro Jahr (Ullmann 1986). Die Kennziffern dieser Prozeßeinheit beziehen sich auf die Chlorherstellung in Deutschland Ende der 80er Jahre. Tabelle 1 Produktionskapazitäten 1990 in Prozent (Ullmann 1993). Prozess USA Kanada Westeuropa Japan Amalgam 18 15 65 0 Diaphragma 76 81 29 20 Membran 6 4 6 80 Allokation: Bei der Elektrolyse entstehen Cl und NaOH im molaren Verhältnis von 1 zu 1. Entsprechend diesem Verhältnis werden die Gesamtwerte der Elektrolyse (Massenbilanz, Energiebedarf, Emissionen, Wasser) zwischen Chlor und Natriumhydroxid zu gleichen Anteilen aufgeteilt. Rechnet man das molare Verhältnis auf Mengen um, so enstehen pro Tonne Cl2 1,128 Tonnen NaOH (100 %ig). Bei der Elektrolyse entstehen weiterhin 28 kg Wasserstoff (H2)/t Cl2. Es wird angenommen, daß der Wasserstoff energetisch verwertet wird (Verbrennung). Entsprechend wird für H2 eine Energiegutschrift (siehe: „H2-Kessel-D“) berechnet, die zu jeweils 50 % der Chlor- und Natronlaugeherstellung gutgeschrieben wird. (Vgl. Prozess Chem-Anorg\NaOH). Massenbilanz: Zur Herstellung einer Tonne Cl2 (und gleichzeitig 1,128 t NaOH) werden als Rohstoff 1710 kg Natriumchlorid benötigt. Um Verunreinigungen aus dem Elektrolyten für die Elektrolyse zu entfernen werden 54 kg Fällungsmittel (NaOH, Na2CO3, BaCO3) eingesetzt. Die Verunreinigungen fallen als Abfall (151 kg, feucht) an. Bei der Reaktion enstehen als Nebenprodukt 28 kg Wasserstoff (Energiegutschrift bei GEMIS). (Tötsch 1990). Zur Genese der Kennziffern bei GEMIS werden nach der obigen Allokationsregel dem Chlor 50 % der aufgeführten Mengen zugeteilt. Die restlichen 50 % entfallen auf die Herstellung der Natronlauge. Energiebedarf: Der Energiebedarf für den Gesamtprozess der Herstellung einer Tonne Chlor und 1,128 Tonnen NaOH (die Werte wurden von der Natronlaugen- auf die Chlorherstellung umgerechnet) für die verschiedenen Elektrolyseverfahren kann nach (Ullmann 1993) der Tabelle 2 entnommen werden. Als Kennziffer für die hier betrachtete Prozeßeinheit (Amalgamverfahren) wurde gemäß der Allokationsregel 50 % der Mittelwert der Werte aus Tabelle 2 - 1692 kWh/t Cl 2 - eingesetzt. Tabelle 2 Energiebedarf in kWh für die Herstellung von 1t Chlor und 1,128 t NaOH Energie [kWh] Amalgam Diaphragma Membran elektr. Energie 3158-3610 2820-2933 2594-2820 Dampf(äquivalent) 0 790-1015 102-203 Summe 3158-3610 3610-3948 2696-3023 Im Vergleich dazu wird der Gesamtenergiebedarf bei (Tötsch 1990) mit 3700 kWh/t Cl2 + 1,128 t NaOH elektrischer Energie - nach Allokation: 1850 kWh/t Cl2 - angegeben. Da die Werte aus (Ullmann 1993) besser nachvollziehbar sind, werden diese für GEMIS verwendet. Emissionen: Die Quecksilber(Hg)-Emissionswerte (Luft, Wasser und Deponie) wurden auf der Grundlage von Daten aus dem Jahr 1985 berechnet [(Tötsch 1990), siehe Tabelle 3]. In der letzten Zeile der Tabelle sind die anteiligen Emissionswerte (50 % der Gesamtemissionen) für die Chlorherstellung 1985 (2,2 Mio. t Amalgamchlor) aufgelistet. Tabelle 3 Hg-Gesamtemissionen bei der Chlorherstellung in Tonnen für das Jahr 1985. Wasser Luft Produkte Deponie Summe [t] 0,20 4,20 1,10 36,30 [g Hg/t Cl2] 0,05 0,96 0,25 8,25 Die Quecksilberemissionen auf den Deponien setzen sich aus dem Filterschlamm, verbrauchten Katalysatoren, Rückständen aus der Produktreinigung und abgewrackten Anlagenteilen zusammen (Tötsch 1990). Aufgrund von gesetztlichen Auflagen und technischen Neuerungen kann derzeit vermutlich von geringeren Emissionen ausgegangen werden. Dies wird durch die neueren Daten von (BUWAL 1991), die auch für GEMIS verwendet werden, bestätigt. Dort werden für die Herstellung von 1 t Chlor (Anteil für Cl2 an den Gesamtemissionen) Hg-Emissionen von 0,47 g (Luft) und 0,028 g (Wasser) aufgeführt. Die Cl2-Emissionen werden bei BUWAL mit 0,25 g/t Cl2 beziffert. Weiterhin wird bei BUWAL für das Abwasser eine Fracht von 0,575 g an gelösten anorganischen Stoffen pro Tonne Chlor angegeben. Wasser: Das für die Chlor- und Natronlaugenherstellung benötigte Wasser (Gesamtwerte für 1 t Cl2 und gleichzeitig 1,128 t NaOH) setzt sich aus dem chemisch verbrauchten Wasser 508 kg, z.B. für die Bildung von Wasserstoff), dem Lösungswasser (1147 kg, Lösung von NaCl und Bildung der wässrigen NaOH), dem Niederdruckdampf (250 kg), dem Prozeßwasser (1650 kg) und dem Kühlwasser (100000 kg) zusammen (Tötsch 1990). Die Abwassermenge wird bei (Tötsch 1990) mit 0,3 bis 1,0 m3 pro Tonne produziertem Chlor (und 1,128 t NaOH) angegeben. Der obige Wasserbedarf wurde für GEMIS anteilig zu je 50 % unter den beiden Prozessen zur Chlor- und Natronlaugeherstellung aufgeteilt. Auslastung: 5000h/a Brenn-/Einsatzstoff: Rohstoffe gesicherte Leistung: 100% Jahr: 2010 Lebensdauer: 20a Leistung: 1t/h Nutzungsgrad: 117% Produkt: Grundstoffe-Chemie Verwendete Allokation: Allokation durch Gutschriften
| Origin | Count |
|---|---|
| Bund | 1017 |
| Land | 3 |
| Type | Count |
|---|---|
| Förderprogramm | 972 |
| Text | 46 |
| Umweltprüfung | 1 |
| unbekannt | 1 |
| License | Count |
|---|---|
| geschlossen | 13 |
| offen | 968 |
| unbekannt | 39 |
| Language | Count |
|---|---|
| Deutsch | 985 |
| Englisch | 94 |
| Resource type | Count |
|---|---|
| Archiv | 39 |
| Datei | 39 |
| Dokument | 45 |
| Keine | 589 |
| Webseite | 386 |
| Topic | Count |
|---|---|
| Boden | 641 |
| Lebewesen & Lebensräume | 669 |
| Luft | 480 |
| Mensch & Umwelt | 1020 |
| Wasser | 762 |
| Weitere | 1013 |