Lackierung mit sauberem Prozesswasser
Umkehrosmose erzeugt für VW entsalztes und LABS-freies Wasser
Reines E-Auto-Werk: Zur Vorbereitung der Lackierung benötigt der Standort Emden weitgehend entsalztes und LABS-freies Prozesswasser. (Volkswagen AG)
Drei Umkehrosmoseanlagen von Grünbeck bereiten im Volkswagen-Werk Emden Stadtwasser so auf, dass es die Anforderungen der Lackiererei und anderer Anwendungen erfüllt. Detailbild: Einfache Bedienung: Der 22-Zoll-Touchscreen ist in den zentralen Schaltschrank, der die gesamte Wasseraufbereitung steuert, integriert. (Grünbeck)
Dreifach-Druckerhöhungsanlage: Bei der Umkehrosmose wird – dem osmotischen Druck entgegen – Rohwasser durch Membranen gepresst, die Salze und andere Inhaltstoffe zurückhalten. Detailbild: Bis zu 25 m3/h Permeat kann jede der drei Umkehrosmoseanlagen erzeugen. (Grünbeck)
Im Werk Emden kann Volkswagen durch den Einsatz von Umkehrosmoseanlagen von Grünbeck den Aufwand für die Wasserentsalzung deutlich reduzieren. Als rein physikalisches Verfahren benötigt die Umkehrosmose weder Säuren noch Laugen. Zudem lässt sie sich vollautomatisch betreiben. Das aufbereitete Wasser wird u.a. in der Lackiererei benötigt.
An ihrem Standort in Emden produziert die Volkswagen AG ausschließlich Elektrofahrzeuge. Mehr als 8000 Mitarbeiter fertigen rund 180 000 Einheiten pro Jahr. Um die Autos mit einer optisch perfekten und widerstandsfähigen Lackierung zu versehen, müssen die Karosserien vollkommen sauber sein. Doch wenn sie in der Lackiererei ankommen, überzieht sie infolge der Arbeitsschritte im Karosseriebau noch ein leichter Fettfilm. Dieser muss entfernt werden, damit der Lack gut haft en kann. Das geschieht, indem die Karosserien in großen Wasserbecken „gebadet“ werden. Für diesen Reini-gungsprozess ist sehr reines Wasser mit einer Leitfähigkeit unter 11 μS/cm erforderlich. Das Stadtwasser mit mehr als 500 μS/cm muss also entsprechend aufbereitet werden.
Umkehrosmose reinigt Wasser automatisiert
Als in Emden die in die Jahre gekommene Umkehrosmoseanlage ersetzt werden musste, war für VW aufgrund der sehr guten Erfahrungen mit der Technologie klar, dass man weiterhin die Umkehrosmose zur Wasseraufbereitung nutzen wird. In der Ausschreibung für die neue Anlage konnte sich Grünbeck im Jahr 2021 durchsetzen.
Für die Entsalzung von Wasser bieten Umkehrosmoseanlagen im Vergleich zu Ionenaustauschern einige Vorteile. Da sie als rein physikalisches Verfahren im Betrieb keine Säuren und Laugen benötigen, sinken die Betriebskosten und es fällt kein zu behandelndes Abwasser an.
Die Umkehrosmose kehrt – wie der Name bereits sagt – die aus der Natur bekannte Osmose um. Dafür wird das Rohwasser mit hohem Druck durch eine halbdurchlässige Membran gepresst. Sie lässt fast nur Wassermoleküle passieren. Nach dem Durchströmen der Membran wird das entsalzte Wasser als Permeat bezeichnet und ist nahezu frei von Kalk, Schwermetallen, Keimen wie Bakterien und Viren, Partikeln sowie gelösten organischen Substanzen und sonstigen Verunreinigungen. Diese Substanzen verbleiben auf der anderen Seite der Membran im sogenannten Konzentrat.
Im Permeat findet sich lediglich ein Restsalzgehalt von 1 bis 5 %. Um den Salzgehalt weiter zu senken, kann Grünbeck die Systeme auch zweistufig ausführen. Das Permeat durchfließt dann eine zweite Umkehrosmose.
Anlagen erreichen 80 % Ausbeute
Die Mitte 2021 in Betrieb genommene Aufbereitungsanlage besteht im Kern aus drei Umkehrosmoseanlagen „GENO-RK-X 25.000“, einer Dreifach-Druckerhöhungsanlage 33/40-3N und drei integrierten Antiscalant-Dosieranlagen. Der 22-Zoll-Touchscreen zur einfachen Kontrolle und Bedienung der gesamten Anlage ist in den zentralen Schaltschrank integriert. Jede der drei Umkehrosmoseanlagen kann – bei einer Ausbeute von 80 % – 25 m3/h Permeat erzeugen. Das Antiscalant dient dazu, das Rohwasser optimal auszunutzen. Denn im Konzentrat bleiben die Härtebildner zurück, vor allem Calcium- und Magnesiumkationen. Dieser Zusatzstoff verhindert, dass es dort schon früh zu Härteausfällungen (Scaling) kommt, welche die Poren der Membran blockieren würden. So lässt sich die Ausbeute steigern. Das Konzentrat kann also ohne jegliche Behandlung in die Kanalisation geleitet werden kann, da es nur die bereits im Rohwasser enthaltenen Stoffe in sich trägt sowie das unbedenkliche Antiscalant.
Permeat ist LABS-frei
Extrem wichtig ist für Volkswagen, dass man sich bei der Rohkarossen-Reinigung von ihrem Fettfilm nicht durch andere Inhaltsstoffe des Reinigungswassers neue Probleme schafft. Denn falls sich auch nur Spuren sogenannter LABS (lackbenetzungsstörende Substanzen) im Wasser befinden, kann das zu Lackierfehlern führen. Problematisch sind vor allem Silikone, Fette, Öle sowie Salze, Mineralien und Ionen. LABS stören die Oberflächenspannung und führen zu Kratern und Benetzungsstörungen. Die Aufbereitungsanlage ist deshalb eine garantiert LABS-freie Sonderausführung.
Volkswagen setzt das per Umkehrosmose aufbereitete Wasser allerdings nicht nur im Bereich der Lackiererei ein. Verwendet wird es etwa als Kühl- und Kesselwasser im Bereich Werktechnik/Heiztechnik. In der Fahrzeugmontage wird es als Kühlflüssigkeit und zur Scheibenreinigung der Automobile genutzt. Im Finish der Montage dient es schließlich zur sogenannten Wagendichtheitsanalyse (WDA). Vom Standort der Grünbeck-Anlage in einem Anbau der Werkshalle 4 wird das Permeat durch ein eigenes Rohrleitungsnetz zu den jeweiligen Verbrauchern transportiert. Nach nun fast fünf Jahren Betriebserfahrung mit der neuen Wasseraufbereitung von Grünbeck zeigt sich VW zufrieden. Nach einer Softwareoptimierung und Detailanpassungen zu Beginn des Betriebs arbeitet die Anlage vollautomatisch und störungsfrei.
