Maschinen- und Anlagenbau

50 Jahre Wasseraufbereitung

Autor*in: CHRISTOPH SCHMERTMANN 50 JAHRE

Auch in der Industrie spielt der Rohstoff Wasser eine wesentliche Rolle – allerdings zumeist in aufbereiteter Form. Als zuverlässiger Partner liefert die AS Schmertmann GmbH aus Neuenkirchen-Vörden seit 50 Jahren Prozesswasser für die industrielle Produktion. Mit der Aufbereitung von Kesselwasser, Kühlwasser und Reinstwasser bietet das Unternehmen rund um die Uhr an sieben Tagen in der Woche den kompletten Service von der Konditionierung, Dosierung und Analyse bis hin zur Montage von Wasseraufbereitungsanlagen.

In dritter Generation auf Erfolgskurs (v.l.): Viktor, Christoph und Richard Schmertmann.   

Wasser ist nicht gleich Wasser. Als chemische Verbindung aus den Elementen Sauerstoff und Wasserstoff enthält es natürlicherweise unter anderem gelöste Anteile von Salzen und organischen Stoffen. „Mit speziellen Verfahren bereiten wir das Wasser als Prozesswasser auf. So wird dann aus dem Rohwasser das Kessel-, Kühl- oder auch Reinstwasser," erklärt Richard Schmertmann, der zusammen mit seinem Bruder Viktor Schmertmann als geschäftsführender Gesellschafter das Unternehmen leitet.

Schon lange geht es in der Wasseraufbereitung nicht mehr nur um die richtige Wasserqualität zum Schutz der Anlagen. Normen, Richtlinien und Gesetze fordern zusätzlich unter anderem aufwändige Dokumentationen und die strenge Einhaltung von Grenzwerten. Die AS Schmertmann GmbH hat darauf reagiert und einen Full Service für die Bereiche Kühlwasser (Verdunstungskühlanlagen) nach 42.BImSchV / VDI 2047 Blatt 2 und Kesselwasser (Dampfkesselanlagen) nach DIN EN 12953-10 entwickelt.

Dampfkessel mit einer Dampfleistung von 4.000 Kilogramm pro Stunde.   

In dritter Generation

Christoph Schmertmann, der Sohn von Viktor Schmertmann, ist seit sieben Jahren als Maschinenbaumeister und technischer Betriebsleiter in dem traditionsreichen Familienunternehmen beschäftigt: „Mein Großvater Alfred Schmertmann hat unseren Betrieb 1970 in Damme im Nebenerwerb gegründet. Nach seinem Tod 1999 hat mein Vater gemeinsam mit meinem Onkel Richard die Geschäftsleitung übernommen", so Christoph Schmertmann. „Mit der Reinigung von Dampfkesselanlagen fing alles an. Um künftig die Reinigung dieser Anlagen überflüssig zu machen, beschäftigte sich mein Großvater mit Aufbereitungsverfahren und Kesselwasserkonditionierung. Gemeinsam mit seinen beiden Söhnen baute er das Angebot weiter aus. Ein Schwerpunkt unseres Unternehmens ist heute die Kesselwasser-, Kühlwasser- und Reinstwasser-Aufbereitung," sagt Christoph Schmertmann fest.

Kesselwasser seit 1970

Dampf wird in der Lebensmittel- und Futtermittelherstellung genauso benötigt wie beispielsweise in der Kartonagenherstellung, in Ziegeleien oder Krankenhäusern. Die Hauptprobleme bei der Dampferzeugung sind Korrosion und Belagbildung (Kesselstein) im Wasserraum der Dampfkesselanlage. Durch die Belagbildung wird der Wärmeübergang behindert, sodass es zu hohem Energieverlust bis hin zu thermischen Spannungsrissen im Dampferkessel kommen kann. Um die Belagbildung zu verhindern, muss dem Rohwasser durch eine Enthärtungsanlage Magnesium und Kalzium entzogen werden.

Durch Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid kann im Wasserraum des Dampfkessels am Kesselstahl Korrosion entstehen. Ein Dampfkessel ist ein Druckbehälter mit teilweisen sehr hohen Betriebsdrücken Diesem Druck muss das Material standhalten. Daher ist eine Korrosion im Dampfkessel unbedingt zu vermeiden. Dieses kann unter anderem durch eine thermische Entgasung erreicht werden, in dem ein erheblicher Teil an Sauerstoff und Kohlenstoffdioxid entfernt wird. Der restliche Sauerstoff wird über ein Konditionierungsmittel gebunden. Da normale Kesselbaustähle nur im alkalischen Bereich korrosionsbeständig sind, muss der pH-Wert üer ein weiteres Konditionierungsmittel eingestellt werden. Je nach Rohwasserqualität können weitere Aufbereitungsverfahren erforderlich sein.

Die Dampfkesselanlagen müssen regelmäßig für eine Innere Revision geöffnet und durch einen Sachverständigen überprüft werden. Hierbei wird unter anderem überprüft, ob es zur Belagbildung, Korrosion oder thermischen Spannungsrissen während der zurückliegenden Betriebsphase gekommen ist. Mängel können dazu führen, dass der Dampferzeuger aus Sicherheitsgründen nicht weiter betrieben werden darf. Kostspielige Reparaturen am Dampfkessel und Produktionsausfälle könnten somit die Folge, einer nicht ordnungsgemäß betriebenen Wasseraufbereitung sein.

„Wir planen, liefern und montieren das gesamte Spektrum von Dosieranlagen für die Kesselwasser-Konditionierung, Enthärtungsanlagen, Umkehrosmose-Anlagen, Speichertanks und Druckerhöhungsanlagen. Auch beschäftigen wir uns mit vorund nachgelagerten Armaturen für die Dampftechnik," stellt Richard Schmertmann das Leistungsspektrum vor.

Verdunstungskühlanlage für eine Kälteanlage.   

Schwerpunkt im Service

Wartung und Service werden nicht nur an den Wasseraufbereitungsanlagen durchgeführt. Vielmehr wird sich auch mit der Optimierung der Wasserwerte beschäftig. Durch die richtige Auswahl der Wasseraufbereitungsanlagen, Konditionierungsmittel und Dosieranlagen können Betriebskosten wie Energiekosten (Gas/Öl) zur Aufheizung der Dampfkesselanlage sowie Konditionierungsmittel eingespart werden.

„Seit Jahren schon bieten wir unseren Kunden einen Full-Service für die Kesselwasseraufbereitung nach den Vorgaben der DIN EN 12953-10. Außerdem übernehmen wir die Betreiberpflichten. Der Betreiber entlastet somit sein Personal. Analysen und Dokumentation der Wasseraufbereitung werden dann vollständig von uns durchgeführt," weist Christoph Schmertmann auf den besonderen Service hin. „Seit kurzem bieten wir auch einen Kesselwärterservice. Zusätzlich zu den Analysen und Dokumentationen der Wasseraufbereitung übernehmen wir die vorgeschriebenen Sicht- und Funktionsprüfungen an der Dampfkesselanlage", so Schmertmann.

Aufgrund vorausschauender Kommissionierung und Bevorratung kann je nach Bedarf und Anwendung auf das richtige Konditionierungsmittel zurückgegriffen werden. „In der Lebens- und Futtermittelindustrie setzten wir ausschließlich nicht dampfflüchtige Produkte ein. Der Dampf kann somit direkt mit dem Endprodukt in Berührung kommen, da das Konditionierungsmittel nicht in den Dampf übergeht", betont Viktor Schmertmann.

Kühlwasser seit 2005

Vor allem Lebensmittelhersteller benötigen große Kühlkapazitäten, um die Ware in Ihren Kühlhäusern zu lagern. Das geschieht beispielsweise mit Hilfe von Verdunstungskühlanlagen (Rückkühlwerke). Das erwärmte gasförmige Kühlmittel wird durch Rohrbündel in die Verdunstungskühlanlage geleitet. Die Rohrbündel werden mit Luft und Wasser gekühlt. Das Kühlmittel verliert an Temperatur und wird wieder flüssig. Daher wird diese Art von Verdunstungskühlanlage auch Verflüssiger genannt. Diese muss aber nicht immer für Rückkühlung von Kältemittel verantwortlich sein.

Es gibt auch Anlagen, in denen nur einfach Wasser im Verdunstungskühler abgekühlt wird. Die Wasserqualität wird meist über eine Absalzanlage anhand bestimmter Parameter geregelt. Genau wie beim Dampfkessel, müssen die Rohrbündel vor Belägen und Korrosion geschützt werden. Durch Beläge würde das Kältemittel nicht mehr ausreichend gekühlt. Die Kälteleistung der Anlage kann dadurch so beeinträchtigt werden, dass die vorgeschriebene Temperatur zum Beispiel im Kühlhaus nicht gehalten werden kann.

Bei der Kühlwasseraufbereitung ist in den meisten Fällen ein Resthärtestabilisator ausreichend. Die Härtebildner Magnesium und Kalzium, die für eine Dampfkesselanlage über eine Enthärtungsanlage entfernt werden, werden bei der Kühlwasseraufbereitung über den Resthärtestabilisator so gebunden, dass sie keinen Belag bilden können.

Bei einer Korrosion am Rohrbündel würde die Gefahr bestehen, dass das Kühlmittel irgendwann an den korrodierten Stellen austritt. Ohne Kühlmittel kann die Anlage keine Kälte erzeugen. Die Temperatur in den gekühlten Räumen würde ansteigen. Anders als bei einer Dampfkesselanlage, wird hier das Wasser nicht entgast. Das Korrosionsschutzmittel bildet auf den Metalloberflächen eine dünne, aber dichte Deckschicht. Daher können die Gase im Wasser das Material nicht angreifen.

Seit dem Legionellen-Vorfall in Warstein kommt der Kühlwasser-Aufbereitung noch eine besondere Bedeutung zu. Damals erkrankten viele Menschen an untypischer, schwerer Lungenentzündung bis hin zu einigen Todesfällen. Ursache war die Legionärskrankheit, die durch den Erreger Legionella pneumophila hervorgerufen wird. Das sind im Wasser lebende Bakterien, die sich bei Temperaturen zwischen von 20-50° C stark vermehren. Sie sind anzutreffen in Anlagen der Wasserversorgung sowie Verdunstungskühlanlagen. Sie werden im Wassernebel (Aerosol) verbreitet und über die Atemwege aufgenommen.

Im Januar 2015 wurde die VDI 2047 (Blatt 2) erstellt, die im August 2017 in der 42. Bundesimmissionsschutzverordnung gesetzlich verankert wurde. Hier sind die Pflichten des Betreibers einer Verdunstungskühlanlage geregelt. Diese sind unter anderem folgende: Die Betreiber müssen alle 14 Tage regelmäßig die Qualität vom Kühlwasser durch betriebsinterne Kontrollen sicherstellen. Diese sowie weitere Maßnahmen und Ereignisse müssen dokumentiert werden. Zusätzlich müssen chemische und mikrobiologische Parameter regelmäßig von akkreditierten Laboren bestimmt werden. Bei einer Überschreitung gewisser Grenzwerte sind sofort Gegenmaßnahmen einzuleiten. Legionellen im Kühlwasser können durch den richtigen Einsatz eines Biozids vermieden werden.

„Viele Betreiber waren bei der Einführung der Richtlinie VDI 2047 Blatt 2 mit den plötzlich anfallenden Aufgaben überfordert. 2015 haben wir uns entschieden, auch im Bereich Kühlwasser einen Full-Service anzubieten. Durch die Verankerung der Richtlinie in die 42. Bundesimmissionsschutzverordnung im Jahr 2017 nehmen nun immer mehr Betreiber unser Angebot in Anspruch. Der Betreiber übergibt auch in diesem Fall Betreiberpflichten an uns ab," sagt Christoph Schmertmann.

Auch im Kühlwasserbereich liefert die AS Schmertmann GmbH alles, was für die Kühlwasseraufbereitung erforderlich ist. Dosieranlagen für die Kühlwasser-Konditionierung, Biozide, Absalzanlagen sowie Kühlwasser-Konditionierungsmittel.

Enthärtungsanlage mit einer Nennkapazität von 800 m³ x ° dH.   

Reinstwasser

Reinstwasser ist reines H2O – ohne gelöste Anteile von Salzen und organischen Verbindungen. Die rechnerische Leitfähigkeit beträgt 0,055 μS/cm bei 25 °C. Es kommt unter anderem bei der Anwendung in Laboren und der Dampf-Sterilisation zum Einsatz. Gelöste Stoffe im Wasser könnten bei Laboranalysen Ergebnisse verfälschen oder bei der Sterilisation zu Ablagerungen führen. Je nach Rohwasserqualität und Einsatzzweck kann die Erzeugung von Reinstwasser mehrere Stufen durchlaufen: Enthärtung, Umkehrosmose, Mischbettfilter oder Deionisation. Auch hier bietet die AS Schmertmann GmbH Montage, Wartung und Service für die entsprechenden Wasser-Aufbereitungsanlagen.

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