Wasser in der Textilindustrie
Wasserbezugsorte
Dem Wasser kommt in der Textilindustrie eine sehr große Bedeutung zu; besonders die Textilveredlung ist ein Wassergroßverbraucher und siedelt sich deshalb gerne an Flüssen und Seen an.
Je nach Lage des Betriebes können Quellen für die Wasserbeschaffung folgende sein:
- Oberflächenwasser
- Niederschlagswasser wie Regenwasser
- Flusswasser
- See- bzw. Meerwasser
- Grundwasser
- Poren-Grundwasser in Lockergestein wie Sand oder Kies
- Kluft-Grundwasser in geklüfteten Festgestein oder Sandstein
- Karst-Grundwasser in Festgestein mit Lösungshohlräumen z.B. Jura-Kalke
- Recyceltes Prozesswasser
Die Arten der Wasserfassung richten sich nach den vorhandenen Vorkommen und erfolgen über Brunnen, Ablaufeinrichtungen oder Pumpstationen. Die Wahl einer Wasserfassung hängt von sehr vielen Faktoren ab, wie z.B. benötigte Wassermenge, Wasserbeschaffenheit, erforderliche Qualität für den Verbrauchszweck, Mischbarkeit mit anderen Wasserqualitäten oder Wiederverwendung von aufbereitetem, verbrauchtem Frischwasser. Die immer noch vorhandene, einfache Vorstellung, dass Grundwasser insbesondere aber Quellwasser über eine uneingeschränkt gute Wasserqualität verfügt, ist kritisch zu hinterfragen.
Wasserbeschaffenheit
Die Beschaffenheit des in der Natur vorkommenden Wassers kann aufgrund von Summen-Parametern, von chemischen Verbindungen oder Stoffgruppen und bakteriologischen Informationen beurteilt werden. Allein schon durch die Empfindungen des Menschen (organoleptische Faktoren) kann die Beschaffenheit eines Wassers in einem großen Bereich beurteilt werden: Farbe, Trübung, Geruch und Geschmack.
Besondere Reaktions- und Summenparameter sind z.B. Temperatur, pH-Wert, Redoxpotential oder Sauerstoffgehalt. Unter chemischen Parametern verstehen wir Kationen (Calcium, Eisen, Mangan, etc.) oder Anionen (Stickstoffverbindungen, Chlorid, Sulfat Phosphat, etc.). Dann gibt es natürlich unzählige organische und anorganischen Spurenelemente, die in einem Trinkwasser unerwünscht sind, jedoch auf die Verwendung als Brauchwasser keinen Einfluss haben.
Wasserarten im Betrieb
In den Betrieben werden unterschiedliche Wasserarten eingesetzt, die nach einer entsprechenden Wasseraufbereitung in separaten Leitungssystemen den Verbrauchern zur Verfügung gestellt werden.
- Prozesswasser für die Verwendung in der Bleicherei und Färberei
- Kesselspeisewasser für die Dampferzeugung
- Kühlwasser
- Trinkwasser
- Destilliertes Wasser für Labor
Wasseraufbereitung
Grundsätzlich wird zwischen physikalischen, chemischen und biologischen Verfahren unterschieden.
- Mechanisch-physikalischen Verfahren wie Grobreinigung mittels Rechen oder Sieben, Flockung-Sedimentation-Flotation, Gasaustausch, Filtration oder Adsorption
- Chemischen Verfahren Fällung, Oxydation, Neutralisation oder Ionenaustausch
- Biologischer Verfahren in der Wasseraufbereitung ist eher selten und nicht dominant wie bei der Abwassertechnik.
Die Anwendung einzelner Methoden richtet sich sehr stark nach der Rohwasserbeschaffenheit und nach dem Gebrauchszweck.
Entsäuerung: Wenn das Wasser aggressive Kohlensäure enthält, muss es durch Neutralisation entsäuert werden. Dabei bestimmen technische und wirtschaftliche Gesichtspunkte die Wahl des Verfahrens.
Enteisenung und Entmanganung: Ein Wasser, das Eisen enthält, hat in der Regel auch einen messbaren Mangangehalt und zu wenig Sauerstoff. Erhöhte Konzentrationen an Eisen und Mangan sind sowohl im Trinkwasser als auch bei industriellen Prozessen unerwünscht. Im Wasser gelöstes Eisen wird durch Oxidation in unlösliche, filtrierbare Verbindungen gebracht, Mangan wird durch Oxidation und katalytischer Filtration ausgeschieden.
Enthärten: Die Enthärtung von Wasser wird angewandt um die Kesselsteinbildung in Dampfkesseln, Warmwasseranlagen oder Boilern zu vermeiden. Eingesetzte Verfahren sind: Thermische Enthärtung, Kalk-Soda-Verfahren, Schnell-Entkarbonisierung und Ionenaustausch.
Entsalzung: Damit werden alle im Wasser gelösten Salze ganz, oder je nach Verwendungszweck, bis auf einen vertretbaren Restgehalt entfernt. Vielfach ist die Anwendung des Teilstrom-Verfahrens betrieblich vorteilhaft: Vollentsalztes Wasser wird je nach Bedarf mit nicht entsalztem Wasser gemischt. Die Entsalzung ist auf wenige Verwendungszwecke beschränkt, wie z.B. die Vollentsalzung für Kesselspeisewasser und die Aufbereitung von Brack- und Meerwasser.
Entgasung: Wird speziell bei der Wasseraufbereitung von Kesselspeisewasser durchgeführt.
Die Wasseraufbereitung ist ein kostenintensiver Prozess und die Aufgabe des Management ist es, den Wasserverbrauch in den Betrieben zu minimieren. Die Kenngröße ist der Wasserverbrauch in Liter pro kg Ware. Für die verschiedenen Prozessgruppen, wie Auszieh- oder Kontinue-Prozesse zu erfassen und zu überwachen.
Anforderungen an Prozesswasser für die Textilveredlung
Parameter | Anforderung | Wirkung |
Färbung | farblos | – Beeinträchtigung des Weißgrades – Verschiebung von Farbnuancen |
pH-Wert | 6,5 – 7,5 | – Vergilbung beim Trocknen durch alkalischen pH – Degradation des Produktes durch sauren pH – Verwitterung und Schimmelbildung durch organische Säuren |
Cu2+ | < 0,005 mg/l | – bleichkatalytische Schäden – Beeinflussung des Farbtons beim Färben |
Cr3+ | < 0,1 mg/l | – Beeinflussung des Farbtons beim Färben |
Fe2+ / Fe3+ | < 0,1 mg/l | – bleichkatalytische Schäden, Rostflecken – gelbschmutzigbraun verfärbte Weißwaren – Tonumschlag kationischer und metallempfindlicher Farbstoffe |
Mn2+ | < 0,02 mg/l | – bleichkatalytische Schäden – unklare Weißwaren, trübe/wolkige Fehlfärbung, Flecken – Beeinflussung des Farbtons beim Färben |
Ni2+ | keine Angaben | – Beeinflussung des Farbtons beim Färben |
Al3+ | < 0,2 mg/l | – keine Angaben |
Cl– | < 150 mg/l | – Korrosionsschäden im Rohleitungsnetz und in Aggregaten |
SO42- | < 200 mg/l | – permanente Härte – rostbegünstigend und zinkkorrodierend |
Nitrit NO2– | < 5 mg/l | – begünstigt gelbes Anfärben tierischer Fasern – Farbstoffveränderung bzw. -zerstörung – allgemeine Färbeschwierigkeiten, erschwertes Ton-in-Ton Färben – korrosionsfördernd |
Nitrat NO3– | < 50 mg/l | – korrosionsfördernd in Zn-haltigen Leitungsnetzen (Reduktion zu NO2–) |
elektrische Leitfähigkeit | < 1 mS/cm | – rheologische Veränderung der Druckpasten – Beeinflussung des Färbeerfolges – Korrosionserscheinungen |
Gesamthärte | < 5° dH | – Verhärtung des Griffes durch Ablagerungen unlöslicher Ca- und Mg-Salze – Behinderung der Farbstoffaufnahme – Beeinflussung der Egalität und Fixierausbeute |
Carbonathärte | < 5° dH (14,3 mg/l Ca2+) |
Bleiche, Wäsche – Kalkseifenniederschläge, Seifen- und Hilfsmittelverluste – Flecken, Vergilbungen, ranziger Geruch – Benetzungsschwierigkeiten, Unegalitäten – verschlechterter Griff, Faserbrüchigkeit |
Gesamtalkalinität | < 150 mg/l CaCO3 | – Ausfällungen – unerwünschtes Puffervermögen (pH) – Vergilbung beim Trocknen – Beeinflussung des Färbeerfolges |
CSB – Chemischer Sauerstoffbedarf | < 50 – 100 mg/l | – Erniedrigung der Oberflächenspannung von Wasser – Vergilbungen – Ausflockungen, Ablagerungen beim Färben – unerwünschte, Chemikalien verbrauchende Nebenreaktionen (z.B. beim Bleichen) |
BSB – Biologischer Sauerstoffbedarf | keine Angaben | – Wiederverkeimung des Prozesswassers – Geruchsentwicklung |
Abfiltrierbare Stoffe | < 50 mg/l | – Verschmutzung und Schädigung von Textilien durch Ablagerung |
Abdampfrückstände | < 500 mg/l |