Mit der Entwicklung einer mobilen Kompaktfilterstation für die Prozesswasserreinigung bei der Schiffsentlackung ist ein technischer Durchbruch gelungen. Die Anlage reduziert den bei diesen Prozessen anfallenden Wasserbedarf deutlich
Die weltweite Schifffahrt steht nicht erst seit der globalen Finanzkrise enorm unter Druck. Steigende Kosten und sinkende Auslastung kennzeichnen die[ds_preview] angespannte Wettbewerbssituation. Zeit ist hier mehr denn je Geld und eine konsequente Optimierung aller Arbeitsabläufe überlebenswichtig. Entsprechend groß ist auch der Termindruck bei der Reparatur und Instandhaltung von Frachtschiffen. Die Liegezeiten zur Reinigung und Erneuerung der Außenhautbeschichtung dürfen wenige Tage nicht überschreiten.
Steigende Umweltschutzanforderungen im Bereich der Abwässer verleihen dem bei Entlackungsprozessen anfallenden Waschwasser und seiner wirtschaftlichen Entsorgung zusätzlich eine große Bedeutung. Der Gesetzgeber hat unlängst verschärfte Bestimmungen für den lückenlosen Entsorgungsnachweis erlassen. Technologien zur Aufbereitung der Prozesswässer schaffen hier entscheidende Wettbewerbsvorteile.
Eine Lösung zur kostenminimierenden Aufbereitung des Waschwassers und Entsorgung der kontaminierten Reststoffe stellt eine neuartige mobile Filterstation dar. Entwickelt wurde sie von Renetex, einem Spezialunternehmen für die Entwicklung, Produktion und Vermarktung von Anlagen zur Prozesswasseraufbereitung mit Sitz im italienischen Bozen. Herz der Anlage ist das Kompaktfiltersystem Maxflow der Firma GKD Gebr. Kufferath, das Filtration und Brikettierung in einer Anlage verbindet.Ausschlaggebender Impuls zur Entwicklung dieser mobilen Filterstation war die hohe Affinität von Volkert Meinz zur Filtration und zur Schifffahrt. Der Geschäftsführer der Firma Beinlich Pumpen, ein Systemanbieter für Zahnrad- und Radialkolbenpumpen mit Sitz im nordrhein-westfälischen Gevelsberg, ist früher selbst lange als Technischer Offizier zur See gefahren und kennt die Herausforderungen bei der Schiffsentlackung von daher sehr genau.
Vor diesem Hintergrund entwickelte Meinz die Technik der Filteranlage. Ihr Prototyp ist seit einem Jahr in Hamburg bei einer renommierten Werft im Einsatz. Mehr als ein weiteres Jahr lang wurde zuvor an der Entwicklung gearbeitet. Hier flossen auch Erkenntnisse aus verschiedenen anderen, bereits erfolgreich umgesetzten Anwendungen der Anlage, beispielsweise in der Rohrsanierung für die Wasserspeisung von Kraftwerksturbinen, mit ein.
Weniger Wasser für mehr Wirtschaftlichkeit
Die Entlackung von Fracht- und Containerschiffen, die über 350 m lang sein können, ist überaus aufwendig. Mehrere Schutzschichten unterschiedlicher Beschaffenheit ergeben Gesamtschichtdicken zwischen 700 m und 2 mm, die vor einem neuen Auftrag teilweise oder vollständig entfernt werden müssen. Diese massiven Lackschichten werden heute in der Regel mit Hochdruck-Wasserstrahlen abgetragen. Ohne Gesundheitsgefahr für die Arbeiter und Staubbelastung der Umwelt ermöglicht dieses Verfahren, auch Waterblasting genannt, durch Drücke von bis zu 4.000 bar ein deutlich schnelleres und materialschonenderes Entlacken als das früher übliche Trockenstrahlen mit Quarzsand oder feinkörniger Kupferschlacke. Zudem erhöht dieses Verfahren die Haltbarkeit der neuen Schichten, da auch das Salz aus den Oberflächenporen der Schiffswände herausgewaschen wird.
Der entscheidende Vorteil des Waterblasting ist der deutlich verringerte Entsorgungsaufwand, da kein verbrauchtes, kontaminiertes Strahlmittel anfällt. Moderne Hochdruckwasserstrahlanlagen arbeiten bereits mit kombinierten Aufsaugmechanismen, die per Unterdruck das lackhaltige Wasser unmittelbar an der Schiffswand wieder aufsaugen, zur Zwischenspeicherung in die Abwassertanks der Docks leiten und von dort weiter der Abwasserbehandlung zuführen.
Je nach Anzahl und Baugröße der eingesetzten Hochdruckpumpen werden zwischen 50 und 200 l Wasser pro Minute benötigt, entsprechend 3 bis 12 m3 pro Stunde. Nur durch einen geschlossenen Prozesswasserkreislauf, der den Verbrauch von Frischwasser drastisch reduziert, ist dies wirtschaftlich umzusetzen. Voraussetzung hierfür ist eine effiziente Wiederaufbereitung der Abwässer. Hier lag bislang der Schwachpunkt.
Das für den Einsatz auf Baustellen übliche Verfahren der Sedimentation benö-tigt Platz, Zeit, den Zusatz von Chemiekalien und führt zu einer teuren Entsorgung. Eine effiziente Alternative ist die mobile Filterstation, die mehrere Filtrationsstufen – darunter die entscheidende mechanische Partikeltrennung – mit gleichzeitigem Verpressen der Reststoffe kombiniert und so den Frischwasserverbrauch von vormals bis zu 12 m3 pro Stunde auf die gleiche Menge in mehreren Wochen senkt.
Das Einsparpotenzial bei der Wasserentsorgung beträgt, einen Preis von 80 € je Tonne Wasser zugrunde gelegt, bis zu 960 € pro Stunde – eine Summe, die angesichts des ökonomischen Drucks in der Schifffahrt nicht unterschätzt werden sollte.
Mechanische Partikeltrennung
Die mobile Filterstation zur Trennung von Farbresten und Wasser wird per Lkw mit ein oder zwei Wechselbrücken zum jeweiligen Einsatzort transportiert. Eine Pumpe leitet das verbrauchte Wasser aus den Tanks in den Docks zur Filterstation. Als ganzheitliches System für chemische und mechanische Filtration bereitet es die kontaminierten Prozesswässer wieder zu vollwertigem Brauchwasser auf und ermöglicht zugleich eine kostengünstige Entsorgung der Farbreste.
Für die mechanische Filtration kommt das Maxflow-504-Kompaktfiltersystem zum Einsatz, bestehend aus einem Filterkopf mit integrierter Presseinheit und einer Steuerung sowie Beinlich-Komponenten für den Prozesswasserein- und -austritt. Zwei Tanks, aus denen der Filter gespeist wird, ergänzen den Aufbau.
Der Maxflow-Filterkopf 504 besteht aus statisch vertikal angeordneten Filterscheiben aus dem prozessspezifisch ausgelegten, mehrdimensionalen Edelstahlmischgewebe Ymax. Entwickelt wurde der Filterkopf bei GKD in dem auf Filtertechnologie und Anlagenengineering spezialisierten eigenständigen Geschäftsbereich GKD-CompactFiltration.
Die Scheiben werden im Querstrom von dem Unfiltrat umströmt. Per automatischer Rückspülung wird der Filterkuchen von den Scheiben gelöst und durch die integrierte Presseinheit zum tropffreien Brikett verpresst.
Mit der profibusfähigen Steuerung werden die spezifischen Parametereinstellungen direkt an der Anlage eingegeben. Zur Fernwartung ist die Datenabfrage per Mobiltelefon und Anpassung der Einstellungen über eine hierfür eingerichtete Schnittstelle möglich.
Wechselnde Konsistenz des Schmutzwassers
Die Prozesswässer der Schiffsentlackung stellen den Filter vor besondere Herausforderungen. Das Wasser enthält neben den Lackpartikeln auch organische Bestandteile wie Algen und andere Meeresorganismen, die sich an der Schiffswand oder im Meerwasser befinden. Hinzu kommen aus den Farben gelöste Schwermetalle oder auch Asbestpartikel, für die der normalerweise ohne Zugabe von Filterhilfsmitteln arbeitende Filter nicht ausgelegt ist.
Wechselnde Eingangskonzentrationen – beispielsweise durch Regen verdünnt oder durch schwankende Umgebungseinflüsse – erschweren die Aufgabe überdies. Aus diesem Grund wird der mechanischen Filtration eine chemische Vorbehandlung der Abwässer vorangestellt.
Um bei der mechanischen Filtration der Feinstpartikel eine Kuchenbildung zu erreichen, arbeitet der Maxflow-Filterkopf in der mobilen Filterstation – anders als bei anderen Anwendungen – unter Zugabe von Filterhilfsmitteln. Die integrierte Presse verpresst die herausgefilterten Feststoffpartikel zu tropffreien Briketts. Das Sondermüllvolumen und damit auch die Entsorgungskosten sinken durch die Presslinge mit einer Restfeuchte von unter 60 % drastisch.
Das so gereinigte Wasser wird abschließend zu vollwertigem Prozesswasser aufbereitet. Durch eine weitere, wiederum chemische Filtrationsstufe wird das Abwasser so behandelt, dass es die strengen Grenzwerte für eine Einleitung erfüllt.
Platzsparende Konstruktion
Durch ihre kompakte Konfiguration entspricht die mobile Filterstation zudem den zeitlichen und räumlichen Rahmenparametern an den Docks. Vor dem Hintergrund permanenten Zeitdrucks und chronischen Platzmangels bietet sie den Werftbetreibern eine Lösung, die schnell und ohne baulichen Aufwand landseitig zur Verfügung steht.
Die mobile Konstruktion ermöglicht durch den flexiblen Einsatz an unterschiedlichen Docks eine hohe Auslastung der Anlage. Vorteile, die sich nicht nur für Werftbetreiber, sondern vor allem auch für Reinigungsfirmen rechnen, die Schiffsentlackung als Dienstleistung anbieten.
Volkert Meinz, der geistige Vater des zum Patent angemeldeten Systems, ist davon überzeugt, dass die mobile Filterstation ein Meilenstein für die wirtschaftliche Schiffsentlackung ist. »Auf eine solche Lösung hat die Instandsetzungsbranche im Schiffbau schon lange gewartet«, glaubt er. »Der Aufbereitungsprozess der Prozesswässer aus der Schiffsentlackung wird deutlich beschleunigt und günstiger.«
Neue Gesetzeslage verlangt Entsorgungsnachweis
Weitere Anwendungsfelder für die von ihm entwickelte Station sieht Meinz in der Brücken- oder Tanksanierung. Die Verschärfung der Gesetzeslage spricht aus seiner Sicht überdies für die innovative Anlage: »Angesichts der neuen gesetzlichen Auflagen, die einen Entsorgungsnachweis verlangen, bietet die mobile Filterstation bei einer überschaubaren Investition die notwendige Betriebssicherheit für Werften und Reinigungsfirmen.«
Für Sascha Schoenecken, Vertriebsleiter der GKD-CompactFiltration, ist der erfolgreiche Einsatz des Maxflow-Filterkopfs 504 ein weiterer Beweis für die Vorteile des Kompaktfilterkonzepts. »Die Kombination aus prozessabhängiger Auslegung der Filtermedien und prozessspezifischer Einstellungen macht den Maxflow-Filterkopf auch für solche komplexen Herausforderungen zur Lösung der Wahl.«
