Badmonitoring/-pflege/-wiederaufbereitung

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Wesentlichen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit industrieller Reinigungsprozesse hat die Standzeit der Bäder. Durch verschiedene Maßnahmen und Verfahren lässt sich der Badzustand deutlich länger stabil halten. Neben der Effizienz erhöht dies die Anlagenverfügbarkeit und leistet einen Beitrag zum Umweltschutz. Welche Komponenten für die Badaufbereitung eingesetzt werden, hängt von den Sauberkeitsanforderungen, Art und Menge der Verunreinigungen sowie vom Reiniger ab.


Inhaltsverzeichnis

Feststoffe

Feststoffe (z. B. Späne, Partikel, Schleifstaub) werden durch Filtration aus den Bädern entfernt. Während bei der Haupt- oder Vollstromfiltration jeweils das gesamte Badvolumen filtriert wird, durchläuft bei der Teilstromfiltration nur ein Teil der Reinigungs- oder Spülflüssigkeit den Filtrationsprozess. Zum Einsatz kommen dafür Beutelfilter, Kerzenfilter, Bandfilter sowie Zyklonfilter.

Öle und Fette

Öle und Fette, die nicht emulgiert in der Flüssigkeit vorliegen sowie feine partikuläre Verunreinigungen, lassen sich bei der wässrigen Reinigung durch einen an das Reinigungssystem angeschlossenen Schwerkraftabscheider austragen. In der Praxis haben sich verschiedene Schwerkraftverfahren wie z. B. Skimmer und Koaleszenzabscheider bzw. Plattenphasentrenner etabliert. Separatoren und Zentrifugen ermöglichen den Austrag von Feststoffen bis zu einer Partikelgröße von 2 μm wie etwa Läppschlamm sowie freien Ölen und Fetten.

Verdampfung und Vakuumdestillation

Verdampfung und Vakuumdestillation werden sowohl bei der wässrigen als auch der Lösemittelreinigung zur Abscheidung von Ölen und Fetten eingesetzt. Die Wirkung basiert darauf, dass Reinigungsflüssigkeit und das darin befindliche Öl bzw. Fett unterschiedliche Siedepunkte haben. Bei der Vakuumdestillation laufen die Verdampfungsprozesse unter Vakuum bei deutlich geringen Temperaturen ab.

Membranfiltration

Membranfiltration steht als Überbegriff verschiedener Verfahren zum Austrag sehr feiner Verunreinigungen sowie zur Frischwasserbehandlung. Die Wirkung beruht auf Druck und unterschiedlichen Membranmaterialien. Unterschieden wird zwischen Mikro- und Ultrafiltration.

Für eine lange Badstandzeit und hohe Prozesssicherheit spielt die kontinuierliche Kontrolle der Bäder eine wichtige Rolle. Die Industrie bietet dafür Messsysteme zur Off- und Online-Erfassung des Badzustands, die einfach handhabbar sind.


Badmonitoring

Aufgabe
  • Kontrolle der Badparameter
  • Analytische Überwachung der Reinigungs- und Spülbäder
Ziele / Anforderungen
  • Prozessstabilität
  • Aufrechterhaltung der Reinigungsqualität und der Korrosionsschutzwirkung
  • Festlegung von Warn- und Einschreitgrenzen
Verfahren
  • Temperaturüberwachung sowie analytische Methoden zur Konzentrationsbestimmung wie Titration,
  • Photometrie, Blasendrucktensiometrie, pH-Wert- und Leitfähigkeitsmessung
Einflussfaktoren
  • Prozessparameter
  • Wasserqualität
  • Nachdosierung von Reinigern und Korrosionsschutzmitteln
Qualitätssicherung
  • Konzentrationsbestimmungen
  • Partikelanalyse (VDA Band 19)
  • Korrosionsschutz: Spähnetest nach DIN 51360 II
  • Prüfung der Spülwasserqualität
  • Temperaturbestimmung
  • Ölgehalt in Reinigungs- und Spülbädern
  • Spülwasserqualität: CSB-Wert, Leitfähigkeit


Badpflege

Aufgabe
  • Entfernung der abgereinigten Kontaminationen aus den Reinigungs-, Spül- und Konservierungsbädern
  • Reduktion von Partikelgehalt und Ölgehalt
Ziele / Anforderungen
  • Standzeitverlängerung der Bäder
  • Aufrechterhaltung der Reinigungs-, Spül- und Korrosionsschutzwirkung der Bäder vergleichbar dem Neuansatz
Verfahren
  • Ölabscheider, Koaleszenzabscheider, Absorptionsfiltration, Mikrofiltration, Ultrafiltration, Magnetabscheider, Absetzbecken, Badskimmer, Verdampfer, Separator, Aktivkohlefilter, Ionenaustauscher, Nanofiltration, Umkehrosmose, Spülbadkaskadierung
Einflussfaktoren
  • Wartung und Überwachung der Anlagen
  • Wirksamkeit der Badpflege-Technik (Aufbereitungstechnik)
Qualitätssicherung
  • Überwachung und Pflege der Aufbereitungstechnik



Wiederaufbereitung wässriger Prozessmedien

Wasser wird in zahlreichen industriellen Produktionsprozessen als Lösungs- oder Transportmittel, als Waschwasser oder Kühlwasser verwendet. Steigende Kosten bei der Abwasserreinigung und -entsorgung, aber auch ein steigendes Umweltbewusstsein der Unternehmen führt dazu, diese Prozessmedien möglichst mehrfach zu verwenden und Verunreinigungen selektiv zu entfernen oder zurückzugewinnen. Die Kreislaufführung von Wasser und wässrigen Medien in industriellen Prozessen ist heute eine anerkannte Notwendigkeit. Um die Prozessmedien sinnvoll wiederzuverwenden, müssen die sich anreichernden Störstoffe mit möglichst geringem Aufwand entfernt werden. Insbesondere Waschwässer sind sehr stark belastet und bilden schwer trennbare Emulsionen oder Suspensionen. Sie werden dazu verwendet, um direkt oder in Verbindung mit Additiven wie Lösungsmitteln, Tensiden oder Wirkstoffen wie beispielsweise Härtestabilisatoren, Korrosionsinhibitoren und Bioziden, Verunreinigungen aufzunehmen und von Oberflächen zu entfernen.

Bei den Verunreinigungen handelt es sich um:

  • Öle und Fette aus Bearbeitungsprozessen
  • Wachse und Paraffine (Passivierungsschichten)
  • partikuläre Verunreinigungen z. B. Metallpartikel
  • anorganische Verunreinigungen z. B. auskristallisierte Härtebildner
  • organische Verunreinigungen z. B. Biofilme
  • Oxidschichten
  • usw.


Ziel sind nachhaltige Aufbereitungs- und Recyclingverfahren für Waschwässer. Dies können generell grob disperse Emulsionen oder Suspensionen, kolloidale Lösungen oder echte (molekulardisperse) Lösungen sein. Besonderes Gewicht fällt auf die selektive Aufbereitung von Waschwässern mit oxidativen, elektrolytischen, biologischen, adsorptiven und mechanischen Verfahren.


Zur Verfügung stehen:

  • Wissenschaftliche Beratung, Beurteilung und Untersuchungen zu elektrolytischen und oxidativen Verfahren der Wasseraufbereitung
  • Markt- und Technologiestudien zur Prozesswasseraufbereitung
  • Umfassende moderne Analytik zur Charakterisierung von Prozesswasser
  • Technikumsanlagen für:

- Elektrophysikalische Fällung
- Ozon + / - Wasserstoffperoxid + / - Katalysator
- UV-Strahlung
- Ultraschall
- Anodische Oxidation (direkt / indirekt), Kathodenreaktionen

  • Laboranlagen für kundenspezifische Versuche zu Flockungs- und Oxidationseigenschaften von Prozesswasser
  • Mobile Prototypanlagen für Untersuchungen vor Ort
  • Entwicklung der Anlagentechnik inklusive der Automatisierung bis hin zum industriellen Prototypen zusammen mit Industriepartnern
  • Prozessoptimierung auch für höher viskose Medien, beispielsweise Kühlschmiermittel, Lebensmittel, Schlämme und Pasten
  • Kombination mit Verfahren zur Entsalzung oder Rückgewinnung von Säuren und Laugen


Oxidative Behandlung von Prozessmedien

Unter oxidativer Wasseraufbereitung werden Verfahren zur chemischen Aufbereitung verstanden, bei denen Hydroxyl-Radikale gebildet werden. Diese hochreaktiven Radikale stehen für Abbaureaktionen zur Verfügung und reagieren auch mit sonst schwer abbaubaren organischen und oxidationsträgen anorganischen Stoffen. Derzeit werden katalytische, photochemische, sonochemische, elektrochemische und plasmabasierte Prozesse für die oxidative Aufbereitung von Prozessmedien erforscht.


Elektrophysikalische Fällung

Ein weiteres etabliertes Verfahren ist die elektrophysikalische Fällung. Sie dient zur energiereduzierten Spaltung von Emulsionen und Suspensionen. Dabei werden Opferelektroden durch elektrochemische Reaktionen unter Freisetzung ihrer Metallionen aufgelöst. Die dadurch entstehenden Metall-Hydroxide haben ein hohes Adsorptionsvermögen und können so fein verteilte Partikel an sich binden. Außerdem kommt es zu Einschluss- und Mitfällungsreaktionen, bei denen gelöste organische und anorganische Stoffe gefällt werden. Die ausgefällten Stoffe lassen sich mechanisch abtrennen, die wässrige Phase wiederverwenden.

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