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Demonstration of a Decision Support System for a Novel Integrated Solution aimed at Water Reuse in the Oil & Gas Industry

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Mit intelligenter Wasseraufbereitungslösung mehr Wasser im Öl- und Gassektor wiederverwenden

Die Öl- und Gasindustrie bietet einen fruchtbaren Boden für die Entwicklung genialer Wasseraufbereitungstechnologien. Ein EU-finanziertes Projekt hat eine intelligente Plattform zur Produktion von gebrauchstauglichem Wasser optimiert, die den Wasserbedarf der Industrie um 60 % reduzieren soll.

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Öl und Gas sind das Lebenselixier der modernen Gesellschaft. Der durch sie verursachte industrielle Wasserverbrauch stellt jedoch eine extreme Belastung für die begrenzten Wasserreserven dar. Dieser Industriezweig gilt als einer der acht intensivsten Wassernutzer – sowohl für die vorgelagerten (Ölförderung) als auch für die nachgelagerten Arbeitsschritte (Rohölraffination) werden riesige Wassermengen benötigt.

Übergang zu einem „Ein-Wasser“-Paradigma

Die Schwankungsbreite des Abwassers aus dem Öl- und Gassektor ist eines der kritischsten Probleme, das die Produktion von gebrauchstauglichem Wasser behindert, bei der gebrauchtes Wasser so aufzubereiten ist, dass eine für die beabsichtigte Wiederverwendung akzeptable Qualität erreicht wird. Wiederverwendet werden kann dieses Wasser zum Beispiel bei der Bewässerung, Durchflussprüfung in der Brandbekämpfung, Gaswiedereinspritzung sowie in Kühl- und Heizkesseln. „Die Anwendung der Prinzipien der Kreislaufwirtschaft auf Wasser ist der einzige Weg, um die Nachhaltigkeit dieser Ressource gewährleisten zu können. Eindeutig unterstützt INTEGROIL die Industrie dabei, Abwasser in hochwertigen Anwendungen wiederzuverwenden, den Kreis zu schließen und den Druck auf die natürlichen Ressourcen zu verringern“, sagt Ana Jiménez-Banzo, Leiterin für Innovationsmanagement bei ACCIONA Agua. Gebrauchstaugliches Wasser ist daher ein entscheidender Übergangsschritt hin zu diesem Paradigma. Mithilfe der EU-Finanzmittel des Projekts INTEGROIL entwickelte das spanische Unternehmen zusammen mit anderen Partnern eine integrierte Lösung, mit der hochkomplexe und verschiedenste industrielle Abwässer aufbereitet werden können, um Wasser von akzeptabler Qualität für viele Verwendungszwecke zu produzieren. „In der Öl- und Gasindustrie werden typischerweise 5 bis 15 % aufbereitetes Abwasser wiederverwendet. Mit der Lösung von INTEGROIL wird diese Menge um 40 bis 60 % steigen und damit auf drastische Weise die Abhängigkeit der Branche von frischen Ressourcen reduziert“, stellt Jiménez-Banzo klar.

Schlüsseltechnologien der Aufbereitungsplattform

Die INTEGROIL-Technologie ist eine integrierte Plug-and-Play-Lösung, die fünf verschiedene Technologien beinhaltet, die mittels eines Entscheidungshilfesystems auf intelligente Weise zusammenwirken. „Schlüsselkomponente ist das Entscheidungshilfesystem, das unserer Lösung Intelligenz verleiht. Es kann das zum Erreichen der Wasserqualitätsziele für eine bestimmte Wasserwiederverwendung erforderliche Aufbereitungsschema dynamisch anpassen und Ratschläge geben, welche spezielle Technologie abhängig vom Einzelfall aktiviert werden sollte“, erklärt Jiménez-Banzo. Jede der fünf verschiedenen INTEGROIL-Technologien zielt darauf ab, eine bestimmte Fraktion/einen bestimmten Schadstoff aus dem Abwasser zu entfernen. Das Entscheidungshilfeelement ist dafür zuständig, in Abhängigkeit vom aufzubereitenden Abwasser, dem Wiederverwendungszweck und den Kriterien der betrieblichen Effizienz die am besten geeignete Kombination aus Einzeltechnologien (16 Kombinationsmöglichkeiten) zu ermitteln und zu aktivieren/deaktivieren. Dabei spielt ein Entspannungsflotationsmodul zur Entfernung von schwebenden Feststoffen, ein Keramikmembran-Filtrationsmodul, allein oder als Teil eines Membranbioreaktors zur Entfernung von Schwebstoffen oder kolloidalen Stoffen eine Rolle. Überdies gibt es zwei verschiedene moderne Oxidationsverfahren (katalytische Oxidation mit Nassluft und Ozon/Wasserstoffperoxid) zur Entfernung verschiedener Arten organischer Stoffe sowie einen Umkehrosmoseschritt zur Reduzierung des Salzgehalts.

Demonstrationsvorhaben

Die vom Entscheidungshilfesystem effektiv verwalteten fünf Technologien wurden in einer Pilotdemonstrationsanlage im Rahmen von zwei repräsentativen Anwendungen aus dem Ölsektor mit Erfolg erprobt. Die Ergebnisse ergaben einen Wiederverwendungsgrad des Abwassers von über 50 %. „Ein zusätzlicher, den Einsatz der INTEGROIL-Technologie im großtechnischen Maßstab erleichternder Vorteil besteht darin, dass kein hohes Maß an Fachwissen über Wasseraufbereitung erforderlich ist. Das Entscheidungshilfesystem kann die Prozesse selbstständig aktivieren und deaktivieren“, lautet das Fazit von Jiménez-Banzo.

Schlüsselbegriffe

INTEGROIL, Wiederverwendung, Abwasser, Wasseraufbereitung, DSS, Öl und Gas, gebrauchstaugliches Wasser, Industriewasser, Nutzwasser, Entscheidungshilfesystem

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