Wassermanagement: Recycling und Aufbereitung
Wasser ist weltweit Mangelware: Das Wasserangebot sinkt bei zugleich steigender Nachfrage. Moderne Wasseraufbereitungsarten und nachhaltiges Wassermanagement gewinnen deshalb zunehmend an Bedeutung und fordern neue Lösungsansätze von der Getränkeindustrie. Membranverfahren und intelligente Recyclingstrategien sind hier besonders wichtig.
Der weltweite Wasserverbrauch steigt massiv an – und das seit Jahren. Laut den Vereinten Nationen (UN) ist der Wasserverbrauch heute sechsmal so hoch wie noch vor 100 Jahren, gleichzeitig herrscht in vielen Ländern dieser Erde akuter Wassermangel. Das wirkt sich auch auf die Getränkeindustrie aus. Mit modernen Wasseraufbereitungsarten und einem intelligenten Wassermanagement entwickeln Hersteller neue Methoden, beispielsweise indem sie Grundwasser aufbereiten.
Zunehmende Forderung nach rückstandsfreien Wässern: intelligentes Wassermanagement notwendig
Doch das bringt viele Herausforderungen mit sich: Für Tafel-, Brau-, Ausmisch- und Verdünnungswässer werden immer häufiger rückstandsfreie Wässer gefordert. Keine unerwünschte Substanz darf mit der modernen Analytik nachweisbar sein, unabhängig davon, aus welcher Quelle das Wasser stammt. Eine immense Herausforderung in Zeiten, in denen selbst das Grundwasser beispielsweise mit Arzneimittelrückständen sowie Herbiziden wie Atrazin und dem Dauerbrenner Nitrat angereichert sein kann. Hinzu kommen immer neue oder strengere Grenzwerte, wie zum Beispiel für Uran, Bromat oder perfluorierte Verbindungen.
Mit einer Brennstoffzelle zur Abwasserreinigung hat die Arbeitsgruppe Wassertechnologie (AGW) am Lehrstuhl für Lebensmittelchemie und Molekulare Sensorik der TUM in Freising einen völlig neuen Ansatz zur Wasseraufbereitung vorgestellt. Die „Brew-Cell“ ermöglicht es, das Abwasser zu reinigen und gleichzeitig Elektrizität zu erzeugen. Im Herbst 2019 ging die erste Pilotanlage in einer großen deutschen Brauerei in Betrieb.
Technologisch erreicht wird die Forderung „rückstandsfrei“ heute zunehmend mit Membrantrennung mittels Ultra- oder Nanofiltration sowie der Umkehrosmose. Damit werden zuerst alle Inhaltsstoffe aus dem Rohwasser nahezu quantitativ abgetrennt und anschließend die gewünschte Qualität mit Reinstsalzen oder durch Wasserverschnitt gemäß technologischen oder konzerninternen Vorgaben eingestellt.
Wasserrecycling als wichtiger Bestandteil von Wassermanagement
Modernes Wassermanagement bedeutet nicht nur, genügend Frischwasser aufzubereiten. Es bedeutet genauso, die Ressource aus den anfallenden Abwasserströmen abzutrennen und wieder in den Kreislauf zurückzuführen. Intelligente Recyclingstrategien werden daher noch wichtiger. Beim Wasserrecycling sind prinzipiell zwei Wege möglich: Beim ersten werden die Wässer pH- oder verschmutzungsabhängig gesammelt und in vergleichbaren Einsatzgebieten erneut genutzt. Der zweite Weg beim Wasserrecycling ist die sogenannte „End of pipe“-Lösung. Alle Abwässer werden zentral erfasst und anaerob aufgereinigt. Das dabei entstehende Biogas kann etwa 20 bis 30 Prozent des Energiebedarfs einer Brauerei regenerativ decken. Denkbar wäre auch eine nachgeschaltete Zero-Liquide-Discharge-Stufe, mit der insgesamt etwa 95 Prozent des Abwassers in den Betrieb zurückgeführt werden können.
Theoretisch ließe sich selbst das in der Zero-Liquide-Discharge-Stufe gewonnene letzte Volumen bis zur Prozesswasserqualität aufbereiten. Im gängigen Brauereibetrieb könnte es beispielsweise auch als gereinigtes Brauchwasser einen Teil der eingesetzten Trinkwassermenge ersetzen. Hierbei bedarf es, wie bei der Regenwassernutzung im Haushalt, eines eigenen Brauchwassernetzes. Bei einem Neubau besteht sicherlich mehr Spielraum als in einem Bestandsgebäude. Und eine generelle Zielproblematik bleibt bestehen: Erhöht sich die Häufigkeit der Wassernutzung, steigt zwangsläufig auch der Stromverbrauch zur Aufbereitung und dem Transport.
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