(openPR) Es gibt weltweit etwa 1000 Hersteller von Kühlschmierstoffen. Dementsprechend sind die Formulierungen von wassermischbaren Kühlschmierstoff zahlreich. Dabei sind die Formulierungen auf ein Metallbearbeitungsverfahren und Art der Metalle zugeschnitten. Der Kühlschmierstoff muss nach intensivem Gebrauch über einen längeren Zeitraum ersetzt werden und ist als Sonderabfall einzustufen. Aktuell rechnet man bei Firmen der metallverarbeitenden Industrie mit mittleren Volumen von KSS mit 200m³/Jahr KSS-Sonderabfall - das wären mit 230 Arbeitstagen ca. 850l/Tag – das entspricht etwa 100l/h.
In der Vergangenheit, etwa vor 10 bis 15 Jahren war die Zusammensetzung von KSS nicht so komplex. Der Fortschritt bei der Optimierung von KSS für bestimmte Anwendungen zugeschnitten änderte die Zusammensetzung, welche heute bis zu 50 verschiedenen Soffen enthalten kann. War früher eine Spaltung von KSS unter Flussbedingungen, elektrolytisch ohne Änderung des alkalischen pH-Wertes möglich, ist dieses heute weitgehend nicht mehr möglich. Einer der Gründe ist ein zu geringer Dichteunterschied der keine Phasentrennung erlaubt – wobei ein „Creaming“ auftreten kann. Oft verantwortlich für dieses Verhalten sind die Fettsäuren. Bei der Spaltung wird im Gegensatz zur Elektrokoagulation (EC) keine Opferanode eingesetzt, sondern eher eine formstabile DSA- Elektrode.
Es wurden Kühlschmierstoff-Emulsion in unterschiedlichen Konzentrationen frisch angesetzt und deren Spaltung untersucht. Weiter wurden verbrauchte Kühlschmierstoffe unterschiedlicher Produkte sowie stark keimbelastete, verbrauchte, alte Kühlschmierstoff-Emulsionen untersucht. Hierbei stellte sich heraus, dass diese Emulsionen unterschiedlich einzuordnen sind. Diese wurden anschließend weiter gereinigt mit Elektro-Koagulation-/Oxidation und die CSB-Werte gemessen.
Es hat sich gezeigt, dass eine Standardisierung notwendig ist, um alle verschiedenen Kühlschmierstoffe zu spalten. Eine wirtschaftliche Methode zur Spaltung von KSS wird zu dieser Zeit kaum oder gar nicht angewendet. Bekannte Methoden sind zu teuer und nachteilig, da die Wasserphase nicht in gereinigter Form zurückgewonnen wird. Dieses ist aber unerlässlich, da nach Trennung der zwei Phasen: Wasser und Öl, das Wasser immer noch stark belastet bzw. verunreinigt ist.
Das Verfahren mit Vorrichtung hat das Ziel eine gute Trennung der beiden Phasen Öl und Wasser in flüssiger Form zu erreichen, wobei die wässrige Phase weiter durch elektrolytische Methoden gereinigt wird. Diese Methoden sind die Elektrokoagulation und Elektro-Oxidation. Der Kühlschmierstoff – abgekürzt KSS – weist heute CSB-Werte von bis zu gut 160`000 mg/l auf. Eine gute Trennung als Koaleszenz soll hier im ersten Schritt eine deutliche Reduktion des CSB-Levels erreichen und gilt als Voraussetzung für die Aufarbeitung in nächsten Schritten.
Wesentlich für die Anwendung der neuen Technologie ist, dass sie wirtschaftliche ist und im Vergleich zu der Vakuumdestillation im Preis / m³ noch deutlich darunter liegt, trotz der Anzahl von 3-4 Stufen. Der Energieaufwand liegt bei der theoretischen Erwärmung von Wasser, welche in der Regel 45°C erreichen sollte. Das bedeutet, dass man von Raumtemperatur (20°C) ein ∆T von 25°C erreichen muss. Dieses gilt nur für die Spaltung.
Gesamtkosten / 850 Liter pro Tag: 1 Emulsion-Spaltung (KSS) 4,93 € Strombedarf: Kosten für Ansäuern: 0,83 € /kg Säure 2 Elektrokoagulation (1,5 – 2,0 kWh / m³) – 1,7 kWh = 0,34 € 3 Aktivkohle-Filtration (stromlos, nur Strom für Pumpen) 1 kg für 850 Liter = 6,52 € 4 Elektro-Oxidation bei Raumtemperatur – Stromkosten: 1 kWh = 0,20 €
Die Gesamtkosten betragen: 12,80 EUR / Tag multipliziert mit 230 Tagen ergibt dieses 2`944 € / Jahr. Kosten für Bedienung der Anlage, die teilautomatisiert werden kann sind nicht inbegriffen.
Die Investitionskosten sind überschaubar und richten sich nach dem eingesetzten Wasservolumen. Für 1m³ / Tag ist es eine kleine Anlage mit Bandfilter für die EC. Materialien für die Reaktoren sind hauptsächlich aus Kunststoff – für den Spaltungsreaktor kann auch Glas eingesetzt werden.
