Wasseraufbereitung in einem Druckguss-Produktionszyklus
Für die Aufbereitung des in den Kühlsystemen der Druckgusslinien verwendeten Wassers wurde eine ökologische Lösung mit osmotischem Wasser entwickelt. Eine Lösung, die bereits in einigen Verdunstungstürmen erfolgreich angewendet wird.
Im Druckguss-Produktionskreislauf wird Wasser zum Kühlen der hergestellten Öle, Formen und Gussteile sowie zum Anmischen des Trennmittels verwendet. Ein auf die Entwicklung von Systemen und Lösungen für die Behandlung von Wasser und Prozessflüssigkeiten spezialisiertes Unternehmen mit Sitz in der Provinz Brescia hat ein System entwickelt, das durch die Verwendung von osmotischem Wasser die Effizienz der Kühltürme und die Aufbereitung des Trennmittels verbessert.
Abfallmanagement und Wasseraufbereitung im Druckguss
Bei dem für die Wasseraufbereitung im Druckgussverfahren entwickelten Verfahren wird das Brunnenwasser vor dem Eintritt in den Produktionsprozess mit einer Umkehrosmoseanlage behandelt, um den Salzgehalt zu reduzieren, wodurch man reineres Wasser erhält als Anlagen mit Enthärterchemikalien, die nur Kalk entfernen.
Osmose ist ein chemisch-physikalischer Prozess, der immer dann auftritt, wenn zwei wässrige Lösungen mit unterschiedlichen Salzkonzentrationen durch eine semipermeable Membran getrennt werden. In dieser Situation findet der spontane Übergang von Wasser von der stärker verdünnten zur konzentrierteren Lösung statt, bis der gleiche Salzgehalt erreicht ist.
Der dabei entstehende Druck (von griech. osmós = Stoß) ist der sogenannte „osmotische Druck“: Je größer die Differenz zwischen der Ausgangssalzkonzentration und dem Wert des osmotischen Druckes. Durch Ausübung eines Gegendrucks, höher als der osmotische, kann der Vorgang umgekehrt werden. Dies ist das Prinzip, auf dem die Umkehrosmose basiert: der Durchgang von Wasser durch eine halbdurchlässige Membran in entgegengesetzter Richtung zur natürlichen, wobei zwei Lösungen entstehen: eine mit hoher Salzkonzentration und die andere sehr verdünnt.
Das Osmosewasser füllt den Kühlkreislauf der Druckgusszellen, der in der Regel mit Kühltürmen arbeitet, auf, während das Restwasser mit hoher Salzkonzentration problemlos entsorgt werden kann, da es noch nicht durch im Produktionsprozess eingesetzte Stoffe verunreinigt ist. Die restlichen Gießereiflüssigkeiten werden wiederum in einem Verdampfer behandelt, um das Wasser zurückzugewinnen und den konzentrierten Abfall zu beseitigen, der nach der Entsorgung geschickt werden soll.
Das aus dem Verdampfer zurückgewonnene Wasser wird im Kreislauf wieder dem Destillatspeicher zur Trennmittelherstellung zugeführt, wo es je nach physikalisch/chemischer Anforderung mit Osmosewasser oder Rohleitungswasser reintegriert wird.
Die Vorteile von Osmosewasser in geschlossenen Kreislaufsystemen
Das Verfahren mit osmotischem Wasser ermöglicht somit einen kompletten Wasserkreislauf praktisch ohne Abfluss und bietet wichtige Vorteile bei der Führung des Kühlkreislaufs mit Verdunstungstürmen. Insbesondere wird die Bildung von anorganischen Ablagerungen (in der Regel Calciumcarbonat) vermieden, die als Wärmeisolatoren wirken, die Ausbeute der Wärmeaustauschprozesse erheblich reduzieren und die Effizienz der Kühlsysteme drastisch senken.
Ein weiteres zu bekämpfendes Phänomen, ausgelöst durch einen falschen Wassersäurewert (Ph), ist die Korrosion von verzinkten Oberflächen. Außerdem enthält das Kühlwasser Bakterien, Schimmel und Pilze; Der schwerwiegendste Nachteil, der durch die übermäßige Konzentration dieser mikrobiellen Arten verursacht wird, ist die Bildung von biologischem Schlamm (oder Biofilm), einer gallertartigen und anhaftenden Ablagerung, die sehr schnell an Volumen zunehmen kann und die Packungen der Türme und die Wasserverteilungsleitungen verschließt .
Biofilm verringert die Effizienz von Wärmeaustauschprozessen erheblich und es muss berücksichtigt werden, dass einige mikrobielle Arten pathogen sein können. Aus diesem Grund zählen Kühltürme zu den potenziell gefährlichsten Systemen für die Ausbreitung von Legionellenkontaminationen (Legionellose).
Ein Umkehrosmosesystem zum Auffüllen des Wassers im System verhindert das Auftreten dieser Probleme und bietet daher eine Reihe von Vorteilen im Vergleich zu einer herkömmlichen Behandlung mit hartem oder enthärtetem Wasser, wobei alle chemisch-physikalischen Parameter eingehalten werden, die von den Herstellern von Kondensatoren und Verdunstungssystemen empfohlen werden Türme:
- Keine Produktion von Nicht-Standard-Eluaten;
- Reduzierung von Abwasser und Spülung auf ca. 30 % des Verdunsteten;
- Absolutes Fehlen von Zunderbildung;
- Einfache Kontrolle von Korrosionsphänomenen;
- Einfache und sichere Bedienung;
- Einfache Wartung;
- Gesamtkosten der bequemen Behandlung.
Quelle: A&L Aluminium Alloys Pressure Diecasting Foundry Tecniques