Dass Wasser die Quelle allen Lebens ist, dessen muss man sich stets bewusst sein. Um so wichtiger ist ein verantwortungsvoller Umgang mit der Ressource – auch in der industriellen Produktion. Fast ein Viertel des weltweiten Wasserverbrauchs geht mit industrieller Produktion einher. Entsprechend groß sind die globalen Abwassermengen. Beim Abwasser – Thema des diesjährigen Weltwassertages der Vereinten Nationen am 22. März – gilt deshalb: Vermeiden und Verwerten statt klassischer Entsorgung.
LANXESS geht hier mit gutem Beispiel voran und beginnt in den eigenen Produktionsanlagen. So wurde die auf den Produktausstoß bezogene Menge Prozessabwasser in den vergangenen fünf Jahren konzernweit um rund sechs Prozent gesenkt.
Das „blaue Gold“ wird für uns Menschen immer kostbarer, denn viele haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Laut Aussage der Weltgesundheitsorganisation WHO und Unicef greifen 1,8 Milliarden Menschen zu verunreinigtem Wasser, um ihren Durst zu löschen. Jährlich sterben fast 850.000 Menschen an der Folge von verkeimtem Wasser oder schlechten hygienischen Bedingungen. Eine zunehmende Weltbevölkerung, Umweltverschmutzung und der Klimawandel könnten die Situation in den kommenden Jahrzehnten weiter verschärfen.
Lösungen für sauberes Wasser
Die Potenziale für eine nachhaltige Nutzung von Prozesswasser und die Abwasserminimierung in der Industrie sind erheblich. Die chemische Industrie trägt dabei eine besondere Verantwortung für die Ressource Wasser, denn sie kann wichtige Lösungsansätze liefern. Mit jahrzehntelanger Erfahrung in der Wasserbehandlung sowie mit innovativen Technologien und Produkten stellt sich LANXESS diesen Herausforderungen. Umkehrosmose und Ionenaustausch zur Wasseraufbereitung tragen wesentlich dazu bei, die Ziele zu erreichen. So wächst der Markt für Umkehrosmose-Membranelemente nach aktueller Einschätzung auch in den kommenden drei Jahren mit jährlich zehn Prozent überdurchschnittlich stark. Bei Ionenaustauschern wird mit einem kontinuierlichen Wachstum von vier Prozent pro Jahr gerechnet.
Ionenaustauscher: Kleine Perlen – große Wirkung
Beim Ionenaustausch durchströmt das belastete Wasser einen Behälter mit Ionenaustauschharz. Dort werden die Schadstoffe gefiltert, indem die Ionen der schädlichen Stoffe gebunden und durch unbedenkliche Ionen ersetzt werden. Je nach Schadstoff kommen unterschiedliche Harze zum Einsatz. Bei der Reinigung von Abwässern entfernen die Ionenaustauscher Schwermetalle wie Quecksilber oder Cadmium. Auch Edelmetalle wie Kupfer oder Platin können gefiltert und dann wieder für andere Zwecke genutzt werden. Anwendungen im industriellen Bereich sind beispielsweise die Aufbereitung von Wasser für industrielle Prozesse in Kraftwerken. Dort werden große Mengen Kühl- und Prozesswasser gebraucht und müssen entmineralisiert werden, um die teuren Anlagen beispielsweise vor Verkalkung zu bewahren.
Wasser in extrem reiner Form ist in der Mikrochip- und Pharma-industrie notwendig: Hier lässt sich mit Hilfe von Lewatit ultrareines Wasser als zwingend erforderliches Produktionsmittel herstellen.
Moderne Membran-Filtrationstechnologie
Die Membranelemente der LANXESS-Produktfamilie Lewabrane bestehen aus spiralförmig gewickelten Dünnfilm-Verbund-membranen. In ihnen werden unerwünschte Stoffe wie Salze, Pestizide, Herbizide, Viren, Bakterien aber auch Kleinstpartikel aus Wasser gefiltert. Das Sortiment umfasst Elementtypen für alle wichtigen Umkehrosmose-Anwendungen. Dazu gehören die Entsalzung von Meerwasser, Brackwasser und schwach salzigen Wässern. Bedeutende Einsatzbereiche sind die Gewinnung und Aufbereitung von Trinkwasser, aber auch die Behandlung von Prozess- und sonstigen Industriewässern sowie Abwasser.
Zu den Hauptanwendungen von Umkehrosmose-Membranen gehören die Aufbereitung von Kesselspeisewasser für Kraftwerke sowie die Gewinnung von Reinstwasser in der Mikroelektronik-Branche.
Ein weiterer Anwendungsbereich von Membranen für die Umkehrosmose ist die Herstellung von Trinkwasser sowohl aus Brackwasser als auch aus Meerwasser. Dieses Verfahren kommt in großem Umfang in Städten und Gemeinden zum Einsatz und wird im Kleinmaßstab unter anderem in Restaurants, Hotels und auf Kreuzfahrtschiffen genutzt. Die Membrane senken den Salz- und Partikelgehalt des Wassers und werden oft mit Ionenaustauschern kombiniert, wodurch ein hocheffizientes und sehr leistungsfähiges Entsalzungssystem entsteht.
Membranelemente der Marke Lewabrane werden in einem hochmodernen, vollautomatisierten Produktionsbetrieb in Bitterfeld hergestellt. Der Schwerpunkt der verwendeten Membranchemie liegt auf einer stark vernetzten Polyamidschicht, die eine hohe Beständigkeit gegenüber Reinigungschemikalien aufweist und einen höheren Rückhalt bei komplexen Salzmischungen sowie eine geringe Oberflächenladung hat, was die Neigung zu Fouling reduziert. Seit der Markteinfühurng im Jahr 2012 wurden mehrere zehntausend Lewabrane-Filterelemente in mehr als 70 Ländern installiert.
Arsen: Die unsichtbare Gefahr
Die Verunreinigung mit Arsen zählt zu den gefährlichsten Belastungen des Trinkwassers. Man schmeckt es nicht, man riecht es nicht, aber der toxische Stoff reichert sich im Körper an. In vielen Regionen der USA, Südamerikas und Asiens kommen im Grundwasser zum Teil sehr hohe Arsen-Konzentrationen vor. Auch in Europa, zum Beispiel in Großbritannien, treten überhöhte Arsenwerte auf. Schätzungen gehen davon aus, dass weltweit mehr als 100 Millionen Menschen Wasser mit Gehalten über 50 Mikrogramm je Liter trinken. Die Europäische Union und die USA haben einen Grenzwert von zehn Mikrogramm je Liter gesetzlich verankert, den auch die Weltgesundheitsorganisation (WHO) als Wert zuvor empfohlen hat.
Arsen ist ein Halbmetall und kommt in der Natur in Form von Mineralien vor. Unter bestimmten Bedingungen können hochgiftige Arsenverbindungen aus den Gesteinen ausgewaschen werden und so ins Grundwasser gelangen. Zahlreiche medizinische Studien belegen eine chronische Vergiftung bei Menschen, die über eine lange Zeit arsenbelastetes Wasser trinken. Dadurch können Hautveränderungen bis hin zu Karzinomen hervorgerufen werden.
Der Hybrid-Adsorber Lewatit FO 36 sowie der Eisenoxidadsorber Bayoxide E33 sind speziell zur Entfernung von Arsen aus Trink- und Abwasser entwickelt worden. Kern des Bayoxide-Systems ist ein Festbett aus Eisenoxid-Granulat. Das Granulat besitzt fein strukturierte Oberflächen, die die Schadstoffe adsorbieren, wenn es vom belasteten Wasser durchströmt wird. Dieses Granulat ist sehr stabil in Wasser und zerfällt nicht. Es besteht aus winzig kleinen Teilchen, die man unter hoch auflösenden Elektronenmikroskopen sichtbar machen kann. Jedes Gramm dieser Teilchen hat eine Oberfläche von etwa 150 Quadratmetern – also eine ganze Wohnung auf einem Gramm, und auf dieser Oberfläche wird Arsen selektiv adsorbiert.
Reinigung von Abwässern und Sanierung im Bergbau
Bayoxide E33 von LANXESS hilft aber nicht nur bei der Trinkwasser-aufbereitung. Weitere Einsatzbereiche sind die Behandlung von Abwässern z.B. im Bergbau oder die Aufbereitung von kontaminiertem Grundwasser im Bereich stillgelegter Industrieanlagen.