ATN Umkehrosmoseanlage Rohre

Die Überlegungen führten zu einer permeatgestuften Umkehrosmoseanlage. Bild: ATN

Entscheider-Facts

  • Die Wünsche der Endverbraucher lassen in der Kosmetikherstellung auch die Ansprüche an die Wasserqualität hochschnellen.
  • Der Hersteller Otto Cosmetic entschied sich daher dazu, seine Wasseraufbereitung neu aufzustellen.
  • Die neue Produktwasseraufbereitung – inklusive der Ringleitungen – hat der Wasseraufbereitungs-Experte ATN komplett hat aus einer Hand verantwortet.
Anlage ATN
Die Module der Wasseraufbereitungsanlage sind kompakt angeordnet. Bild: ATN

Otto Cosmetic ist spezialisiert auf die Entwicklung, Herstellung und Abfüllung von kosmetischen Produkten wie Flüssigseifen, Shampoos, Duschgels und Schaumbädern. Dabei hat das Unternehmen bislang mit gereinigtem und desinfiziertem Stadtwasser produziert. Dieses stand immer und nahezu unbegrenzt zur Verfügung und die Rezepturen der
hergestellten Produkte waren auf das Stadtwasser von mittlerer Härte abgestimmt.

Da sich die Anforderungen an die Wasserqualität in der Kosmetikproduktion aber mehr und mehr dem Pharmabereich annähern, reichte die bisherige Wasserqualität zuletzt nicht mehr für alle Produkte aus. Dies war der Auslöser für den Hersteller, sich mit dem Thema Wasseraufbereitung zu beschäftigen.

Maßgeschneiderte Aufbereitung

In ersten Gesprächen mit den Wasseraufbereitungs-Experten von ATN wurden die unterschiedlichen Möglichkeiten in diesem Bereich dargestellt und mit den Anforderungen in Übereinstimmung gebracht. Als Ergebnis hat sich eine Umkehrosmoseanlage (UOA) in permeatgestufter Ausführung herauskristallisiert, mit der eine Restleitfähigkeit von <4,3 μS/cm erreicht wird. Weiterhin war bereits früh klar, dass es sich um eine Anlage mit einem Speichersystem und einem Reinwasserloop handeln soll, welcher kontinuierlich betrieben wird. Die weiteren Rahmenbedingungen und Anforderungen an Bau und Betrieb der Anlage wurden in einigen Planungsgesprächen sorgfältig herausgearbeitet und in die Konzeption übernommen.

Als Ergebnis steht eine UOA mit einer Permeatleistung von 12m³/h, bei einer Mindestausbeute von 83 %. Die Anlage ist so konzipiert, dass hydraulisch auch eine höhere Ausbeute möglich ist, wenn dies die Rohwasserverhältnisse zulassen. Die Anpassung kann schrittweise erfolgen, wenn erkennbar ist, dass das Stadtwasser eine entsprechende Qualität aufweist – überwacht wird dies durch entsprechende Sensoren. Das Permeat wird in einen Vorratsbehälter mit einem Volumen von 40m³ eingespeist. Um eine Verkeimung im Kopfbereich, insbesondere an der Luft-Wassergrenze zu verhindern, ist eine automatische Besprühung der Wände mit ozonhaltigem Wasser integriert. Nach Entnahme des Wassers aus dem Vorratstank wird es mittels Druckerhöhungspumpe über eine UV-Anlage in den Loop eingespeist. Die UV-Anlage sorgt für die restlose Vernichtung des Ozons, so dass das Wasser, das zur Produktion gelangt, desinfektionsmittelfrei ist. Die Ozonkonzentration wird dabei kontinuierlich messtechnisch überwacht.

Modular aufgebaut

Der Loop teilt sich in zwei Teilstränge auf: Teilstrang A ist der Hauptstrang mit einer max. Abnahme von 35m³/h. Gesteuert wird die Wasserentnahme hier durch die bauseitige Rezeptverwaltung mit einer automatischen Verriegelung, die an das System gemeldet wird. Der Sub-Loop (Loop B) ist bei einer Abnahmemenge von 10m³/h kontinuierlich in Betrieb.

Für die Vorbehandlung des Stadtwassers sind die vorhandenen Beutelfilter in der Leitung verblieben, sie wurden mit einer automatischen Drucküberwachung ausgestattet, so dass nach Voralarm rechtzeitig der Beutelwechsel vorbereitet werden kann. Die zweite Filterstufe ist bei der Umkehrosmose integriert. Auch diese ist differenzdrucküberwacht, so dass sich der Filterwechsel zeitlich mit der Betriebscharakteristik abstimmen lässt. Die UOA selbst ist eine rahmenmontierte, permeatgestufte Anlage in kompakter Bauweise. Integriert ist ein Multifunktionsbehälter für die Heißwassersanitisierung der Membranen und für die chemische Reinigung im Bedarfsfall. Darüber hinaus dient der Behälter als Spülbehälter bei Stillstand der Anlage, beziehungsweise zur periodischen Wasserbürste der Membranen.

Die Anlage ist modular aufgebaut. Neben dem UO-Modul und dem CIP-Modul gibt es ein Desinfektionsmodul, welches einen Ozongenerator, ein UV-Gerät und eine Druckerhöhungspumpe enthält. Das Ozon wird elektrolytisch aus dem Permeat erzeugt und mit dem Rücklaufwasser im Loop vermischt in den Behälter eingespeist. Eine entsprechende Leitungsführung sorgt für eine definierte Strömung und Vermischung im Tank, so dass das eingetragene Ozon sehr schnell über das
Gesamtvolumen des Tankinhalts verteilt wird. Eine entsprechende Messung des Ozongehaltes im Tankumlaufwasser mit angeschlossener Regelung stellt die Werte für die gewünschte Ozonkonzentration sicher. In Produktionspausen kann eine automatische Sanitisierung des Loops erfolgen. Hierzu wird die Ozonkonzentration des Tankinhaltes angehoben. Das UV-Gerät wird abgeschaltet und das ozonhaltige Wasser über den Loop zirkuliert. Nach Wiedereinschalten des UV-Gerätes und entsprechender Zirkulationsdauer ist der Loop wieder ozonfrei, gereinigt, desinfiziert und betriebsbereit.

 

Integration im laufenden Betrieb

UV Anlage ATN
Eine UV-Anlage sorgt für die restlose Vernichtung des Ozons im Wasser. Bild: ATN

Da die Integration der Anlage im laufenden Betrieb zu erfolgen hatte, legte der Kosmetikhersteller ausgesprochen hohen Wert darauf, die Anlage so autark wie möglich betreiben zu können und die Schnittstellen zum bestehenden Betrieb zu reduzieren. Es war geplant, die gesamte Anlage auch über ein betriebliches Leitsystem zu überwachen und zu bedienen. Die entsprechenden Möglichkeiten hierzu sind gegeben, so dass jederzeit eine Anbindung erfolgen kann. In der ersten Ausbauphase jedoch gibt es nur wenige Schnittstellen. Die wichtigste Schnittstelle ist die Freigabe der Wasserentnahme die von der Wasseraufbereitungsanlage gesteuert wird. Die Voraussetzungen hierfür sind die einwandfreie Wasserqualität in Bezug auf Restozongehalt und Leitfähigkeit. Die Abnahmesteuerung erfolgt über eine druckgeregelte Pumpe, deren Steuerung in der Wasseraufbereitung integriert ist. Die Volumenmessung und damit Rezeptursteuerung liegt beim Betreiber und musste infolge dessen im Zuge der Integration der Anlage nicht angepasst werden. Dadurch war eine schnelle und sichere Inbetriebnahme und Integration möglich. Eine weitere Schnittstelle ist die Wasseranforderung aus dem Loop. Diese dient dazu, den Loop auf unterschiedlichem Druckniveau zu halten – je nachdem, ob Wasser abgenommen wird oder nicht. Dieser Schritt wurde integriert, um eines schnelles Ansprechen der Förderpumpe sicherzustellen und damit die Produktionsabläufe zu optimieren.

Weitere Schnittstellen sind die Versorgung mit Druckluft aus dem betriebseigenen Netz sowie die Stadtwassereinspeisung. Die Verfügbarkeit wird an den Schnittstellen von der Wasseraufbereitungsanlage überwacht und entsprechende Meldungen bei Bedarf abgesetzt. Meldungen, die an der Wasseraufbereitung auflaufen, können über ein Meldesystem des Betreibers an entsprechende Mobiltelefone weitergeleitet werden. Die Steuerung der Anlage selbst ist so aufgebaut, dass sie sich fernüberwachen und -bedienen lässt. Im Rahmen eines Wartungsvertrags verpflichtet sich ATN, in regelmäßigen Abständen die Anlagenwerte online zu überprüfen und bei Bedarf entsprechende Maßnahmen einzuleiten. Dies ermöglicht eine hohe Anlagenverfügbarkeit und entlastet den Betreiber von zusätzlichen Aufgaben.

Entsorgung nicht auf normalem Wege

Anlage mit CIP Modul ATN
Die Anlage enthält auch ein CIP-Modul.Bild: ATN

Eine weitere Herausforderung: Die Aufstellung der UOA erfolgt in einem ehemaligen Lagerbereich für Rohstoffe. Da dieser nicht an das Abwassernetz angebunden ist, lassen sich das Konzentrat der Umkehrosmose sowie Spül- und Reinigungswässer nicht auf normalem Weg entsorgen. Es waren deshalb Maßnahmen erforderlich, die eine Ableitung aller Abwässer aus dem System so ermöglichen, dass der Raum trocken bleibt. Hierzu wurde eine Abwasser-Sammelleitung verlegt, die durch die Gebäudeaußenwand in einen außenliegenden Abwassergully geführt wird. Abwässer, die nicht direkt in diese Sammelleitung eingeführt werden können, werden über eine separate Abwasserhebeanlage in das Abwassernetz gefördert. Dieser Umstand machte es erforderlich, dass die sonst üblichen Spülvorgänge der Umkehrosmose etwas anders gestaltet werden, um den Boden tatsächlich trocken zu halten.

Ergebnisse im Dauerbetrieb

Der Dauerbetrieb der Anlage zeigt nun, dass sich die intensive Vorplanungsphase gelohnt hat. Es werden
die geforderten Werte erreicht und die Integration in die bisherigen Arbeitsabläufe verlief reibungslos. Die aktuellen Wasserwerte liegen bei einer Leitfähigkeit von 2,5 μS/cm – geplant waren <4,3 μS/cm – und einer Keimzahl von < 10 KBE/100ml. Der aktuelle Betrieb zeigt auch, dass die mikrobiologische Qualität sehr stabil ist. Eine Ozonierung des Loops erfolgt prophylaktisch einmal pro Woche, bei Anlagenstillstand am Wochenende.

Kostenlose Registrierung

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