Klärung von Restwasser im Betonwerk – ein neuer Ansatz

Bibko stellt neues System zur Klärung von Überschusswasser im Betonwerk vor

Die Wiederverwendung von Restwasser aus dem Restbeton-Recyclingprozess in der Betonproduktion kann heute als Stand der Technik bei der qualitätsgesicherten Betonproduktion betrachtet werden. Ziel des Recyclingprozesses ist es, einen geschlossenen Materialkreislauf zu erzielen.

Zunächst wird der flüssige Restbeton bzw. anfallendes Waschwasser einer Recyclinganlage zugeführt. In der Anlage werden die bindefähigen Zement-Feinteile ausgewaschen. Diese gelangen zusammen mit den enthaltenen Sand-Feinteilen mit einer Teilchengröße <0,2 mm und dem Überschusswasser (Restwasser) des Recyclingprozesses in ein Rührwerksbecken. Dort werden die Feinteile in Suspension gehalten und anschließend wieder der Beton-produktion zugeführt.

Die bei diesem Recyclingprozess ebenfalls zurückgewonnen Körnungsbestandteile des Restbetons, werden ebenfalls wieder der Betonproduktion zugeführt. Somit wird ein geschlossener Materialkreislauf geschaffen.

Um diesen Kreislauf sicherzustellen, muß sich das Recyclingsystem im Gleichgewicht befinden. Durch exogene und endogene Einflüsse, besteht die Gefahr, dass dieses Gleichgewicht nicht mehr gegeben ist.

Exogene Einflüsse entstehen beispielsweise durch überdurchschnittlich große Rückbetonmengen im Transportbetonwerk, große Restbetonmengen im Fertigteilwerk oder bei verminderter Betonproduktion. In all diesen Fällen führt dies zu einer Erhöhung der Dichte im Rührwerksbecken. Wird hier eine bestimmte Dichte überschritten, so sind Maßnahmen zu ergreifen, um die Dichte im Rührwerksbecken zu senken. Die Europäische Richtlinie EN1008 sieht hier vor, dass maximal 1% des Zuschlagstoffs in Form von Feinteilen über das Restwasser in den Betonmischprozess eingebracht werden dürfen. Dies wiederum entspricht einer Dichte des Restwassers im Rührwerksbecken von 1,07 kg/dm³.

Bei den endogenen Einflüssen handelt es sich üblicherweise nicht um temporäre Einflüsse, sondern um ein generelles Ungleichgewicht. Dies entsteht beispielsweise in Fertigteilwerken, in denen prozessbedingt wesentlich größere Wassermengen anfallen, als bei der Betonproduktion wieder verwendet werden können. Dieses Überschusswasser darf aufgrund des hohen ph-Werts im Bereich 11–13 sowie den enthaltenen Feinteilen nicht in die öffentliche Kanalisation abgeleitet werden.

Filtrationsprinzip
Filtrationsprinzip

Während die Körnungsbestandteile des Restbetons unabhängig von den obigen Einflussfaktoren zurückgewonnen und wiederverwendet werden können, muss das Wasser bei einem entsprechenden Ungleichgewicht behandelt werden, um wieder zu einem stabilen Betriebszustand zu gelangen.

Vor diesem Hintergrund sowie zahlreicher Erfahrungen mit den auf dem Markt befindlichen Systemen zur Wasserbehandlung, wurde nun von der Firma Bibko GmbH, zusammen mit dem Partnerunternehmen Alar Engineering Corporation, ein neues System zur Wasserklärung entwickelt. Dieses ist speziell auf die Gegebenheiten im Transportbeton- und Fertigteilwerk zugeschnitten. Hierbei wurde insbesondere den spezifischen Eigenschaften des zu behandelnden Mediums wie starke Haft- und Bindefähigkeit sowie hohem ph-Wert Rechnung getragen.

Als Zielsetzung für das neue System wurden daher folgende Anforderungen definiert, die es als zwingend zu erfüllen galt:

Basierend auf diesem Prozess wurde ein Filtersystem entwickelt, das als Filterhilfsmittel Kieselgur verwendet. Kieselgur ist eine weißliche, pulverförmige Substanz, die hauptsächlich aus den Siliziumdioxidschalen fossiler Kieselalgen (Diatomeen) besteht. Der Vorteil dieser Substanz liegt darin, dass neben den extrem guten Filtereigenschaften, die Durchfluss-menge unabhängig von der Dicke des Filters nahezu konstant bleibt.  

Zur Behandlung des Restwassers wird dieses mittels eines Vakuums durch das Kieselgur-Filterhilfsmittel gesaugt. Das dabei entstehende, geklärte Wasser wird über die Vakuum-pumpe abgezogen.

Bibko/Alar-Vakuum-Filtersystem
Bibko/Alar-Vakuum-Filtersystem

Die im Restwasser enthaltenen Feinteile sammeln sich im Filterhilfsmitel auf einer rotierenden Trommeloberfläche. Ein Messer schabt kontinuierlich die gesammelten Feinteile ab, sodass zu jedem Zeitpunkt neues Filterhilfsmittel für die Filterung zur Verfügung steht.

Nachfolgend sind die drei wesentlichen Schritte zur Inbetriebnahme, zum Betrieb und zur Außerbetriebnahme des Filtersystems beschrieben.

Schritt 1: Inbetriebnahme – Aufbau der Filterschicht

Das Filterhilfsmittel (Kieselgur) wird zunächst mit Wasser in einem Behälter gemischt. Durch einen Überlauf gelangt das Wasser/ Filterhilfsmittel-Gemisch anschließend in den Bereich der Filtertrommel. Als nächster Schritt wird die Vakuumpumpe sowie der Antrieb der Filtertrommel gestartet. Dadurch baut sich auf dem rotierenden Filter eine Filterschicht aus Kieselgur auf. Das Wasser des Wasser-Filterhilfsmittel-Gemischs wird durch die Filterschicht gesaugt und über die Vakuumpumpe abgezogen.

Schritt 2: Betrieb des Systems – Filterung

Nachdem die Filterschicht gemäß Schritt 1 aufgetragen wurde, wird das zu filternde Rest-wasser aus dem Rührwerksbecken in den Bereich des Filters gepumpt. Die Vakuumpumpe saugt das Wasser mit den enthaltenen Feinteilen durch die Filterschicht. Während das Wasser die Filterschicht passiert, werden die Feinteile in der äußersten Schicht des Filterhilfs-mittels zurückgehalten. Diese äußerste Schicht wird kontinuierlich mit einem Abstreifmesser entfernt, so dass zu jedem Zeitpunkt eine saubere Filterfläche zur Verfügung steht. Die entfernte, äußere Schicht mit den trockenen Feinteilen wird anschließend in einem Container aufgefangen.

Die Geschwindigkeit des Abstreifmessers hängt maßgeblich von der Anzahl der im Wasser enthaltenen Feinteile und damit der Dichte ab. Diese Geschwindigkeit kann daher individuell an die Betriebsbedingungen angepasst werden, sodass der Bedarf an Filterhilfsmittel minimiert wird.

Schritt 3: Außerbetriebnahme – Reinigung

Wenn sich das Abstreifmesser bis auf ca. 5 mm der Filtertrommel genähert hat, stoppt dieses automatisch. Der Filterbereich wird entleert und die Vakuumpumpe gestoppt. Anschließend wird die Trommel mittels des manuell betätigten Abstreifmessers sowie Wasser aus Frischwasserdüsen gereinigt. Dieses Reinigungswasser wird wieder zurück in das Rührwerks-becken geführt, sodass es mit der nächsten Charge ebenfalls gereinigt wird.

Der Prozess kann erneut gestartet werden, indem entsprechend Schritt 1 die Filterschicht neu aufgebaut wird.

Mit diesem Prozess und dem hierzu entwickelten Vakuum-Filtersystem der Firmen Bibko GmbH/Alar Engineering Corporation können die hohen Anforderungen, die der Entwicklung zugrunde gelegt wurden, in vollem Umfang erfüllt werden. Mehrere dieser Systeme sind bereits erfolgreich bei Kunden in der Transpotbeton- und Fertigteilindustrie im Einsatz.

www.bibko.com