Recycling von Wäschereiabwasser mittels keramischer Nanofiltration (ReWaMem)

In Deutschland gibt es ca. 3600 Betriebe im Textilreinigungsverband.¹ Aufgrund der unterschiedlichen anfallenden Waschgüter, wie Krankenhaus-, Pflege- und Altenheimwäsche, Hotel und Gastronomiewäsche sowie Arbeits- und Berufsbekleidung ergeben sich starke Schwankungen im Verbrauch bei Strom, Wasser und Wärmebedarf.² Je nach Waschgut werden unterschiedliche Wasserausgangsqualitäten für die Reinigung benötigt und unterschiedlich stark verschmutzte Abwässer erzeugt. Die spezifischen Wasserverbräuche liegen in einem Bereich von 5,0 bis 13,7 Liter pro Kilogramm Textil.²

Ziel des Projekts ReWaMem war die Senkung des Frischwasserbedarfs in Textilwäschereien durch systematische Abwasseraufbereitung innerhalb einer individuellen Verfahrenskette. Beispielhaft wurde eine neue Teilbehandlungsstrecke für das Recycling von Matten- und Handtuchabwässern umgesetzt.

Ein erster Schritt war die Entwicklung neuer keramischer Membranträger (tubular und Rotationsscheiben [RS]) und Membranschichten sowie die Konzeption von auf Advanced-Oxidation-Processes (AOP) basierenden Behandlungsmethoden für die anfallenden Abwässer und Konzentrate aus der Membranfiltration. Im Bereich der tubularen Elemente konnten, ausgehend von ca. 1,3 m² Membranfläche (A_M) pro Element, verschiedene Träger bis ca. 6 m² entwickelt werden. Auf diesen wurden aktive Schichten im Bereich der Mikro-, Ultra- und Nanofiltration (NF) synthetisiert. Qualitativ gleichwertige NF-Membranen waren bis einer A_M von ca. 2,9 m² realisierbar. Diese Prototypen können bereits kurzfristig die spezifischen Membrankosten (€/m² A_M) reduzieren. Im Bereich der Rotationsscheiben konnten zusammen mit den Projektpartnern Elemente mit einem Außendurchmesser (DA) bis maximal 374 mm entwickelt werden. Es wurden verschiedene aktive Schichten synthetisiert. Schwerpunkt der Membransynthese waren Scheiben mit einem DA von 152 mm bzw. 312 mm. Letztere konnten sicher bis zur Nanofiltration beschichtet werden. Die RS zeigen neben den guten Rückhalten auch sehr gute mechanische Eigenschaften: Im 3-Punkte-Biegetest wurde eine Bruchfestigkeit von über 40 N/mm² nachgewiesen. Rotationsscheiben mit Nanofiltrationsbeschichtung waren bisher am Markt nicht verfügbar. Sie können im Vergleich zu tubularen Membranen bei höheren Feststoffgehalten betrieben werden, auch benötigen solche Systeme ggf. einen geringeren Platzbedarf bei niedrigeren Energieverbräuchen. In Versuchsreihen im Labor konnten Rückhalte bezogen auf den chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) der Feedlösung von bis zu 94 % erzielt werden. Der CSB beurteilt den Schadstoffgehalt der Feedstocklösung. Die Betriebsweise und das einzustellende Entnahmeverhältnis (Volume Concentration Faktor, VCF) sind jedoch entscheidend. Die Pilotanlage in einer Wäscherei erreichte bei eingestelltem VCF von 5 (d. h. 80 % des  Ausgangsvolumens wird als sauberes Wasser recycelt) einen Rückhalt bezogen auf den CSB des Ausgangsfeeds von 68 %. Aktuell kann dadurch das recycelte Handtuchabwasser zur Vorwäsche von Matten verwendet werden. Dabei wird eine Einsparung von 1,52 €/m³ behandeltem Mattenabwasser bzw. 3,23 €/m³ bei Behandlung und Wiederverwendung von Handtuchabwasser realisiert. Die ökonomische Bewertung ist noch nicht abgeschlossen.

Für Kunden bietet das Fraunhofer IKTS die anwendungsspezifische Entwicklung und Auslegung von Membrananlagen sowohl mit tubularen Elementen als auch mit Rotationsscheiben.