INNOCHEM Wasser GmbH
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Textilindustrie
Die Textilindustrie zählt zu den am längsten bestehenden und komplexesten Branchen des verarbeitenden Gewerbes. Sie bildet einen breit gefächerten und heterogenen Sektor, in dem vor allem KMU tätig sind, wobei der Bedarf hauptsächlich von drei Formen des Endverbrauchs geprägt wird: Bekleidung, Heimtextilien und industrielle Verwendung.
Die textile Kette beginnt mit der Herstellung oder Ernte der Rohfaser. Die so genannten Veredlungsverfahren (d.h. Vorbehandlung, Färben, Bedrucken, Ausrüstung und Beschichten einschließlich Waschen und Trocknen) stellen die wichtigsten Prozesse und Techniken in der Textilindustrie dar. Zusätzlich haben die vorgeschalteten Prozesse wie die Chemiefaserherstellung, das Spinnen, Weben, Wirken usw. einen erheblichen Einfluss auf die Umweltauswirkungen der nachfolgenden Nassbehandlungsverfahren. Die Veredlungsverfahren können auf unterschiedlichen Stufen des Fertigungsprozesses stattfinden, wobei die Reihenfolge der Behandlung sehr variabel ist und von den Bedürfnissen des Endverbrauchers abhängt.
Das größte Umweltproblem in der Textilindustrie betrifft die Menge der Abwässer und deren chemische Belastung. Weitere wichtige Themen sind der Energieverbrauch, die Abgasemissionen, die festen Abfälle und die Geruchsemissionen, die bei bestimmten Behandlungen eine erhebliche Belästigung darstellen können. Die wichtigsten Erkenntnisse zu einigen Prozessen in der Textilindustrie sind nachstehend aufgeführt.
Wollwäsche
Bei der Wollwäsche mit Wasser fallen Abwässer an, die stark mit organischen Inhaltsstoffen (2 bis 15 l/kg Rohwolle bei ungefähr 150 - 500 g CSB/kg Wolle) und mit unterschiedlichen Mengen an Spurenschadstoffen belastet sind, die von Pestiziden stammen, mit denen die Schafe behandelt wurden. Zu den gängigsten Pestiziden gehören Organophosphate (OP), synthetische Pyrethroide (SP) und Insektenwachstumshemmer (IGR).
Vorbehandlungsprozess
Als Folge von Aktivitäten der Textilindustrie rührt ein großer Teil der Gesamtemissionen von Substanzen her, die den Rohstoffen bereits anhaften, bevor sie die Veredlungsbetrieben erreichen (Verunreinigungen und Begleitstoffe in Naturfasern, Präparationen, Spinnschmälzen, Schlichtemittel usw.). All diese Substanzen werden in der Regel während des Vorbehandlungsprozesses vor dem Färben und Ausrüsten von der Faser entfernt. Die Entfernung von Hilfsmitteln wie Spinnavivagen und Stricköle oder Präparationen durch die wässrige Behandlung führt zu Abwasser, das nicht nur biologisch schwer abbaubare organische Substanzen wie Mineralöle, sondern auch gefährliche Verbindungen - wie polyaromatische Kohlenwasserstoffe, Alkylphenolethoxylate (APEO) und Biozide enthalten kann. Die typische CSB-Fracht liegt bei ungefähr 40 - 80 g/kg Fasern. Wird das Substrat vor dem Waschen einem Trockenprozess (Thermofixierung) unterzogen, werden auf dem textilen Substrat vorhandene Hilfsmittel auf dem Luftweg freigesetzt (Emissionsfaktoren von 10 - 16 g C/kg sind typisch für Verbindungen auf Mineralölbasis).
Entschlichtung
Das Waschwasser aus der Entschlichtung von Baumwolle und Baumwollmischgeweben kann 70 % der CSB- Gesamtfracht des Mischabwassers enthalten. Der Emissionsfaktor kann ohne weiteres bei etwa 95 g CSB/kg Ware liegen, wobei die CSB-Konzentrationen im Teilstrom häufig 20 000 mg CSB/l übersteigen.
Bleiche
Die Natriumhypochloritbleiche zieht Folgereaktionen nach sich, bei denen organische Halogenverbindungen entstehen, die gemeinhin als AOX (adsorbierbare organische Halogenverbindungen) gemessen werden (der Großteil der dabei entstehenden Verbindungen entfällt auf Trichlormethan). Bei kombinierter Anwendung von Hypochlorit (1. Schritt) und Wasserstoffperoxid (2. Schritt) wurden in dem ausgezogenen NaClO-Bleichbad AOX-Werte von 90 - 100 mg Cl/l festgestellt. Das verbrauchte H2O2-Bleichbad kann aufgrund von Substratverschleppungen vom vorangegangenen Bad noch immer bis zu 6 mg Cl/l enthalten.
Verglichen mit Natriumhypochlorit sind die AOX-Mengen, die bei der Chloritbleiche gebildet werden, wesentlich geringer. Jüngste Untersuchungen haben ergeben, dass die AOX-Bildung nicht durch das Natriumchlorit selbst verursacht wird, sondern vielmehr durch Chlor oder Hypochlorit, die als Verunreinigungen enthalten sind bzw. als aktive Substanzen eingesetzt werden. Beim Umgang mit Natriumchlorit und dessen Lagerung ist aufgrund seiner Toxizität sowie der Korrosions- und Explosionsgefahr besondere Vorsicht geboten.
Färbeprozess
Von wenigen Ausnahmen abgesehen (Beispiele: Thermosolverfahren, Pigmentfärbung usw.), handelt es sich bei den meisten Emissionen, die beim Färbeprozess anfallen, um Abwasseremissionen. Die verunreinigenden Substanzen können zum einen aus den Färbemitteln selbst stammen (z. B. aquatischeToxizität, Metalle, Farbe), zum anderem aus Hilfsmitteln der verschiedenen Farbmittelformulierungen (Dispergiermittel, Entschäumer usw.), Grundchemikalien und Hilfsmitteln, die bei Färbeprozessen zur Anwendung kommen (Alkali, Salze, Reduktions- und Oxidationsmittel usw.) sowie aus vorhandenen Rückständen auf der Faser (z.B. Pestizidrückstände in der Wolle, Spinnpräparationen bei Chemiefasern). Die Verbrauchs- und Emissionswerte hängen in hohem Maße von der Faserart, der Aufmachung, der Färbetechnik und dem eingesetzten Maschinenpark ab.
Beim diskontinuierlichen Färben treten im Färbeablauf sehr unterschiedliche Konzentrationswerte auf. Im Allgemeinen sind in verbrauchten Färbebädern die höchsten Konzentrationen festzustellen (CSB-Werte von deutlich mehr als 5000 mg /l sind allgemein üblich). Besonders hoch ist der Anteil von Färbereihilfsmitteln (z.B. Dispersions- und Egalisiermittel) an der CSB-Fracht beim Färben mit Küpen- oder Dispersionsfarbstoffen. Vorgänge wie das Seifen, die reduktive Nachbehandlung oder das Weichmachen sind ebenfalls mit hohen CSB-Werten verbunden. Die Spülbäder weisen Konzentrationen auf, die bei einem Zehntel bis einem Hundertstel der Konzentration der verbrauchten Färbebäder liegen, und der Wasserverbrauch ist zwei- bis fünfmal höher als beim eigentlichen Färbeprozess.
Bei der kontinuierlichen und semikontinuierlichen Färberei ist der Wasserverbrauch geringer als bei diskontinuierlichen Färbeprozessen, doch können die Einträge hoch konzentrierter Restfarbklotzflotten bei der Verarbeitung kleiner Partien eine höhere Abwasserbelastung verursachen (der CSB aus den Farbstoffen kann bei ungefähr 2 - 200 g/l liegen). Am häufigsten wird immer noch das Klotz- (Foulard-)verfahren eingesetzt. Die Flottenmenge im Foulard kann bei moderneren Anlagen von 10 bis 15 Litern und bis hin zu 100 Litern bei herkömmlichen Foulards betragen. Die Restmenge im Foulardtrog kann zwischen einigen wenigen Litern (unter optimierten Kontrollbedingungen) bis hin zu 150 - 200 l schwanken. Die Restflottengesamtmenge steigt mit der Anzahl der täglich anfallenden Flottenansatzwechsel.
Zu den typischen Emissionsquellen beim Bedrucken gehören Restdruckpasten, die Abwässer der Wasch- und Reinigungsschritte und flüchtige organische Verbindungen aus der Trocknung und Fixierung. Insbesondere beim Rotationsfilmdruck treten Farbpastenverluste auf, die sich im Rahmen von 6,5 bis 8,5 kg pro Farbauftrag auf das Textil bewegen. Bei kleinen Druckaufträgen (z.B. weniger als 250 m) kann der Druckpastenverlust sogar höher sein als die eigentliche, auf das Textilsubstrat aufgebrachte Druckpastenmenge. Der Wasserverbrauch für die Reinigung der Anlagen nach Abschluss jeder Druckpartie beläuft sich auf ungefähr 500 l (ohne das Wasser für die Reinigung der Druckdecke). Die Druckpasten enthalten Stoffe mit einem hohen Abgasemissionspotenzial (Ammoniak, Formaldehyd, Methanol und andere Alkohole, Ester, aliphatische Kohlenwasserstoffe und Monomere wie Acrylate, Vinylacetat, Styrol, Acrylnitril usw.).
Nach unserer Erfahrung ist eine gute Kenntnis der Input- und Outputmassenströme des Prozesses notwendiger Bestandteil eines guten Umweltmanagements. Dies umfasst die Inputströme an textilem Rohmaterial, der Chemikalien, der Wärme, der Energie und des Wassers sowie die Outputströme an Produkten, Abwasser, Abgasemissionen, Schlamm, festen Abfällen und Nebenprodukten. Die Überwachung der prozesseigenen Input- und Output-Massenströme bildet den Ausgangspunkt, um Möglichkeiten und Prioritäten zur Verbesserung des Umweltverhaltens und der Wirtschaftlichkeit zu identifizieren.
Die Optimierung des Wasserverbrauchs durch INNOCHEM-Lösungen in der Textilindustrie beginnt mit der Kontrolle des Wasserverbrauchs. Der nächste Schritt ist dann eine Senkung des Wasserverbrauchs durch mehrere sich häufig gegenseitig ergänzende Maßnahmen. Hierzu zählen verbesserte Arbeitspraktiken, die Senkung des Flottenverhältnisses bei diskontinuierlicher Behandlung, die Erhöhung der Wascheffizienz, die Kombination von Prozessen (z. B. Waschen und Entschlichten) und die Wiederverwendung/Wiederaufbereitung von Wasser.
Vorteile
Die meisten durch INNOCHEM initiierten Maßnahmen ermöglichen erhebliche Einsparungen nicht nur beim Wasser-, sondern auch beim Energieverbrauch, da zur Erhitzung der Veredlungsflotten sehr viel Energie eingesetzt wird.