Süßwasser ist eine wesentliche Ressource für das tägliche Leben. Obwohl Wasser zu 71 % der Erdoberfläche bedeckt, sind nur 3 % davon Süßwasser, und nur 1 % dieses Süßwassers ist nutzbar. Mit der wachsenden Nachfrage nach Wasser ist nachhaltige Wasserwirtschaft wichtiger denn je. Dies bedeutet, Süßwasser so zu verwenden, dass die aktuellen Umwelt- und Wirtschaftsanforderungen erfüllt werden, ohne die Fähigkeit zu beeinträchtigen, diese Anforderungen in der Zukunft zu erfüllen.
Ob in Krankenhäusern, Bürogebäuden oder Fertigungsanlagen – die Industrie-Wassersysteme, die für Heiz-, Kühl- und Prozessanwendungen eingesetzt werden, bieten wertvolle Möglichkeiten zur Wassereinsparung und zur Steigerung der Nachhaltigkeit.
Wasserqualität und Kosten
Die Wasserqualität ist ein wichtiger Faktor für den Wasserschutz. Die Verunreinigungen im Süßwasser, das für den Betrieb von Industrie-Wassersystemen verwendet wird, können je nach Standort und im Laufe des Jahres stark variieren. Dies ist wichtig, da diese Verunreinigungen das Potenzial für wasserbezogene Probleme wie Korrosion, Mineralablagerungen und mikrobiologisches Fouling bestimmen. Wie das Diagramm zeigt, gibt es Regionen, in denen das Süßwasser einen niedrigen Gehalt an Verunreinigungen aufweist (z. B. Seattle, WA) und andere Gebiete, in denen es einen hohen Gehalt an Verunreinigungen hat (z. B. San Angelo, TX). Auch die Wasserkosten sind ein wichtiger Faktor für die Nachhaltigkeit und können je nach Standort stark variieren.
Maximierung der Zyklen zur Minimierung des Wasserverbrauchs
Die Konzentrationszyklen (Zyklen) geben an, inwieweit sich die im Zusatzwasser enthaltenen gelösten Verunreinigungen in einem Kühlturm oder Dampfkesselsystem anreichern. Die Maximierung der Zyklen ist wichtig für die Nachhaltigkeit, da dadurch auch der Wasser-, Energie- und Chemikalienverbrauch minimiert werden kann.
Die untenstehenden Diagramme zeigen den berechneten Wasserverbrauch und die Kosten in einem Kühlturmsystem, das bei einer Last von 500 Tonnen mit unterschiedlichen Konzentrationszyklen betrieben wird. Mit zunehmender Anzahl der Zyklen nimmt die aus dem System abgelassene Wassermenge ab. Wenn die Zyklen höher werden, wird der Wasserverbrauch reduziert, aber es besteht auch ein erhöhtes Risiko für Systemschäden und betriebliche Ineffizienzen. Oftmals bringt eine Erhöhung der Zyklen über 6 hinaus nur einen minimalen Nutzen im Vergleich zum eingegangenen Risiko. Ein Wasseraufbereitungsexperte kann die maximalen Konzentrationszyklen für ein bestimmtes System und dessen Wasserqualität bestimmen. Weitere Optionen können untersucht werden, um den Süßwasserverbrauch weiter zu reduzieren und die Konzentrationszyklen zu erhöhen. Gängige Methoden sind in Tabelle 2 aufgeführt:
Ein Beispiel für ein Projekt zur Einsparung von Kesselwasser ist die Installation einer Umkehrosmoseanlage in einer 4000-HP-Dampfkesselanlage, bei der die Konzentrationszyklen des Nachspeisewassers von 4 auf 20 erhöht wurden. Die Änderung der Qualität des Ergänzungswassers führte zu Einsparungen von über 94.000 US-Dollar sowohl bei Energie als auch bei Wasser.
Wasserwiederverwendung
Je nach Wasserqualität und Verfügbarkeit kann möglicherweise Wasser, das derzeit in die Kanalisation abgeleitet wird, zur Deckung des Frischwasserbedarfs für Heizungs-, Kühlungs- und andere Wassersysteme genutzt werden. Die Wiederverwendung dieses Wassers könnte potenziell Wasser-, Abwasser- und Energiekosten einsparen.
Ein Beispiel für ein Einsparprojekt bei Kühltürmen unter Verwendung einer alternativen Wasserquelle ist eine Luftanlage, die jährlich über 1,1 Millionen Gallonen Kondensat produziert. Diese hochwertige Wasserquelle könnte in einer Kühlturmanlage genutzt werden, um den Bedarf an Frischwasser zum Nachfüllen zu ersetzen. Für ein 1.000-Tonnen-Kühlturmsystem, das mit 50 % Auslastung betrieben wird, könnten dadurch jährliche Wassereinsparungen von über 12.000 US-Dollar erzielt werden.
Alternative Wasserquellen haben Vor- und Nachteile hinsichtlich ihrer Nutzung, die im Folgenden zusammengefasst sind. Diese sollten vor der Verwendung berücksichtigt werden.
Undichtigkeiten & andere Wasserverluste
Schließlich sind Undichtigkeiten und unkontrollierte Wasserverluste eine der am meisten übersehenen Ursachen für den erhöhten Süßwasserverbrauch. Alle Arten von Systemen können davon betroffen sein, und einige häufige Beispiele sind:
- Überlaufen des Kühlturmbeckens/der Auffangwanne
- Undichte Umwälzpumpen
- Abschlämmungs-/Ablassventile, die in geöffneter Stellung klemmen
- Filtrierungsanlage wird zu häufig rückgespült
- Online-Prüfgeräte für die Wasserprobenahme
Obwohl Wasserverluste an diesen Stellen gering erscheinen mögen, können sie sich schnell summieren. So kann beispielsweise ein Überlauf aus einem Kühlturm mit einer Durchflussmenge von 2 GPM im Laufe eines Jahres zu einem Mehrverbrauch von über einer Million Gallonen führen, was zusätzliche Wasserkosten in Höhe von 10.500 US-Dollar verursachen kann. Es ist wichtig, diese Verluste zu identifizieren und zu minimieren.
Fazit
Da es viele Möglichkeiten/Projekte zur Wassereinsparung bei Kühltürmen, Dampfkesseln und anderen Wassersystemen gibt, kann Solenis nachhaltige Wasserlösungen für viele industrielle, Fertigungs- und Prozessanwendungen bereitstellen. Als weltweit führendes Unternehmen für maßgeschneiderte Wasseraufbereitungsprogramme verfügt Solenis über die Erfahrung, Kenntnisse und Technologie, um Ihren Wasserverbrauch effektiv zu optimieren und Einsparpotenziale zu identifizieren.