Energieeffiziente Abwasserbehandlung für die Papierindustrie
Effiziente Abwasserreinigung und integrierte Wärmerückgewinnung: Unsere Fallstudie zur Schumacher Packaging GmbH zeigt, wie sich mit dem E-PLATE Wärmeübertrager in der Papierindustrie der Energieverbrauch deutlich reduzieren lässt.
Ressourcen schonen durch innovative Wärmerückgewinnung
Die Papierindustrie zählt zu den energieintensivsten Branchen – entsprechend wichtig ist eine Abwasserbehandlung, die zuverlässig reinigt und gleichzeitig Energie zurückgewinnt. Bei Schumacher Packaging zeigt der Einsatz des E-PLATE Wärmeübertragers, wie sich hohe Feststoff- und CSB-Belastungen effizient behandeln lassen und gleichzeitig wertvolle Wärme aus dem Prozesswasser genutzt werden kann.
Durch die Kombination thermischer und chemisch-physikalischer Verfahren wird der Energieverbrauch deutlich reduziert, Betriebskosten sinken und die biologische Abwasserbehandlung bleibt unter stabilen Bedingungen voll leistungsfähig.
Fallstudie: Wärmerückgewinnung für stabile Prozesse bei Schumacher Packaging
Schumacher Packaging stellt im Werk Schwarzenberg aus Altpapier neuen Rohkarton her – ein Prozess, der große Wassermengen erfordert und stark energieabhängig ist. Das dafür benötigte Flusswasser aus der Großen Mittweida erreicht die Anlage im Winter mit nur etwa 5 °C und muss auf Produktionsniveau vorgewärmt werden. Gleichzeitig steigt durch die Kapazitätserhöhung der Papiermaschine die Prozesstemperatur auf bis zu 55 °C an – zu heiß für die nachfolgende biologische Abwasserbehandlung, deren Mikroorganismen absterben würden.
Hinzu kommt eine behördliche Vorgabe: Das gereinigte Abwasser darf bei der Direkteinleitung maximal 30 °C erreichen. Damit entsteht ein doppeltes Problem: Das zu kalte Rohwasser muss aufgeheizt, das zu heiße Prozesswasser muss aktiv gekühlt werden – beides mit hohem Energieaufwand.
Herkömmliche Wärmetauscher kamen für diesen Einsatz nicht infrage, da ihre Übertragerflächen im Abwasser schnell verschmutzen (Fouling), der Druckverlust zu hoch ist und aufwendige Reinigungszyklen bis hin zum Zerlegen der Apparate erforderlich wären.
Der E-PLATE Abwasserwärmeübertrager bietet hier die ideale Lösung:
Er überträgt die überschüssige Wärme aus dem Abwasser zuverlässig und foulingarm auf das kalte Flusswasser. Dadurch wird das Prozesswasser auf ein biologisch verträgliches Niveau gekühlt, während das kalte Rohwasser energieeffizient vorgewärmt wird.
So bleibt die biologische Stufe vor Überhitzung geschützt, gesetzliche Temperaturgrenzen werden sicher eingehalten – und der Energieverbrauch des gesamten Systems sinkt deutlich.
Warum herkömmliche Wärmeübertrager scheitern – und der E-PLATE überzeugt
Konventionelle Wärmeübertrager verschmutzen im Kontakt mit Abwasser schnell, verlieren damit massiv an Leistung und verursachen hohen Reinigungsaufwand.
Der E-PLATE wurde speziell für diese Herausforderungen entwickelt und arbeitet mit einem offenen, strömungsoptimierten Design sowie einer kontinuierlichen Selbstreinigung durch rotierende Bürsten.
So bleibt die Wärmeübertragung stabil, selbst bei stark belasteten Abwässern – ohne zusätzliche Pumpwerke, ohne aufwendige CIP-Prozesse und ohne Zerlegen des Apparates.
Die wichtigsten Vorteile in Kürze:
dauerhaft hohe Wärmeübertragungsleistung ohne Fouling
minimaler Druckverlust und dadurch kein Bedarf an Zusatzpumpen
besonders wartungsarm durch kontinuierliche Selbstreinigung
hohe Betriebsstabilität auch bei faserhaltigen oder feststoffreichen Abwässern
deutliche Energie- und Kosteneinsparungen
Funktionsprinzip des E-PLATE Wärmeübertragers
Der E-PLATE Abwasserwärmeübertrager besteht aus mehreren ringförmig angeordneten Thermoplatten, die aus doppelwandigen, hydraulisch aufgeweiteten Edelstahlplatten konstruiert sind. Durch diese Thermoplatten strömt das Kühlmedium in einem kreisförmigen Verlauf, wodurch eine gleichmäßige Temperaturverteilung gewährleistet wird.
Das verschmutzte Abwasser tritt am unteren Ende des Wärmeübertragers ein und strömt zwischen den Platten nach oben. In diesem Bereich wirken die rotierenden Bürsten, die kontinuierlich über die Oberfläche gleiten und Ablagerungen bereits im Ansatz entfernen. Diese Selbstreinigung verhindert Fouling nicht nur effektiv, sondern erzeugt zusätzlich eine spiralförmige Strömung, die die Wärmeübertragung wesentlich verbessert.
Dieser spiralförmige Fluss bildet gleichzeitig den Effekt eines Gegenstrom-Wärmeübertragers, ohne dass engere Strömungskanäle oder zusätzliche Pumptechnik benötigt werden. Auf diese Weise wird die Wärme effizient übertragen, der Druckverlust bleibt extrem gering, und die Leistung des Apparats bleibt langfristig stabil — selbst bei stark belasteten Abwässern.
Installation bei Schumacher Packaging
In der Abwasserbehandlungsanlage von Schumacher Packaging wurden zwei E-PLATE-Systeme installiert. Die Wärmeübertrager können flexibel einzeln, parallel oder in Reihe betrieben werden. Dadurch lässt sich die Anlage optimal an unterschiedliche Betriebszustände, saisonale Schwankungen und Lastwechsel anpassen.
Diese Betriebsflexibilität stellt sicher, dass die biologische Stufe zuverlässig vor Überhitzung geschützt wird — ein entscheidender Faktor, da die Mikroorganismen empfindlich auf hohe Temperaturen reagieren und bei Überschreitung der Temperaturgrenzen absterben würden.
Das Ergebnis:
Durch die Nutzung der rückgewonnenen Wärme konnten die externen Energiebedarfe massiv reduziert werden. Schumacher Packaging spart seit der Installation rund 40 % Erdgas, wodurch sich die Investition bereits im ersten Betriebsjahr amortisierte. Zudem stabilisierten sich die Reinigungsprozesse, und der Gesamtenergieverbrauch sank nachhaltig.
Die Leistungsdaten des installierten Wärmetauschers
Kategorie | Leistung |
|---|---|
Wärmeleistung | 1 MV |
Volumenstrom abwasserseitig | 65 m³/h |
Volumenstrom kühlwasserseitig | 55 m³/h |
Druckverlust abwasserseitig | 0,01 bar |
Druckverlust kühlwasserseitig | 0,40 bar |
Weitere Einsatzbereiche des E-PLATE
Der E-PLATE zeigt seine Stärken überall dort, wo hohe Feststofffrachten, faserhaltige Medien, Temperaturschwankungen oder hohe Energieverbräuche die Abwasserbehandlung erschweren. Er eignet sich daher ideal für:
Papier- und Zellstoffindustrie – Rückgewinnung von Prozesswärme trotz hoher Faserbelastung
Textilindustrie und Wäschereien – Umgang mit Farbe, Fetten und textilem Abrieb
Petrochemie und Raffinerien – Medien mit Ölanteilen, Schlämmen und hohen Temperaturen
Biomasse- und Schlammbereich – Nutzung von Abwärme aus Faulschlämmen
Anaerobe und aerobe Abwasserbehandlungsprozesse – Vorwärmung des Zulaufs oder Kühlung des Ablaufs für optimale biologische Aktivität
Insbesondere im anaeroben Bereich kann der E-PLATE seine Vorteile ausspielen: Durch gezielte Vorwärmung lässt sich die für Anaerobreaktoren notwendige Betriebstemperatur von 35–38 °C mit minimalem Energieeinsatz halten. Das steigert nicht nur die Reaktorleistung, sondern erhöht auch die Biogasproduktion und verbessert die Energieeffizienz der gesamten Anlage.
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