Mülheimer Strasse 100, 47057 Duisburg, GermanyFon +49 (0) 2 03 / 3 78 79-30 Fax +49 (0) 2 03 / 3 78 79-44

Internet: www.efanrw.de eMail: efa@efanrw.de

ww

w.te

am-r

ot.c

om

The options of a fledgling environmental technology

Membrane Technology: Better separation. Better business.

Les possibilités offertes par unejeune technologie environnementale

Technologie membranaire : Mieux séparer. Mieux gérer.

The data and images used to illustrate the practical examples contained herein were provided courtesy of the respective companies.

Les informations et photos relatives aux exemples pratiques ont été mises à disposition par les entreprises concernées.

Masthead: Impressum :Published by: Publié par :

Die Effizienz-Agentur NRWMülheimer Strasse 100 • 47057 Duisburg, Germany

Technical assistance: Collaboration technique :

Prof. Dr. Winfried Schmidt, FH Gelsenkirchen

3

Table of Contents Sommaire

EFA: Consulting with synergy effects.

EFA : Un consultant à effets synergiques. . . . . . . . . . . . . . . Page 4-7

Membrane technology:

Separates the essential from the valuable.

Les procédés membranaires :Ils séparent ce qui est essentiel de ce qui est précieux. . . . Page 8-11

Practical Membrane technology examples:

Exemples de Technologie Membranaire :

HT Troplast AG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Page 12-15

Vulkanfiber Fabrik Ernst Krüger GmbH & Co KG . . . . . . . . . . . Page 16-19

Hawker Batterien GmbH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Page 20-23

An effective concept.

Un concept efficace. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Page 24-27

Our philosophy: dialogue and cooperation.

Notre philosophie : dialogue et coopération. . . . . . . . . . . Page 28-29

Contact.

Contact. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Page 30

EFA - Effizienz-Agentur NRW aété créé en 1998 sur l’initiative duministère de l’Environnement deRhénanie-du-Nord-Westphalie. Sonrôle est d’assister les PME enRhénanie-du-Nord-Westphalie dansles questions relatives à la protec-tion de l’environnement intégrée àla production et à sa réalisationéconomique viable au quotidien del’entreprise.

• Soutien économique pour l’implé-mentation de nouvelles technolo-gies PIUS

• Agence centrale de conseillersexternes spécialisés dans les thè-mes PIUS

• Informations actuelles et complè-tes concernant les programmes etles projets

• Obtention de financements pourles projets méritant d’être encou-ragés

• Promotion et publication de pro-jets pilotes s’inscrivant dans lecadre du projet

• Fusion d’initiatives individuellesdans des projets globaux

4

EFA - Effizienz-Agentur NRW is

an initiative launched by the

North Rhine-Westphalia Ministry

of the Environment in 1998. The

agency supports small- and

medium-sized enterprises (SMEs)

in North Rhine-Westphalia in

their endeavour for production-

integrated environmental pro-

tection and its viable realisation

in everyday business.

• Supporting businesses in their

effort to implement new PIUS

technologies

• Central agency for external

advisors specialised in specific

PIUS themes

• Up-to-date and seamless infor-

mation on programmes and

projects

• Procuring funds for eligible

projects

• Funding and publishing

project-related pilot projects

• Bundling individual initiatives

into aggregate projects

We are at your dis-posal at all times,providing advice,

information and as-sistance. You will find

our address, contactdetails and contact

persons on page 30.

What moves us. What we move.

Effizienz-Agentur NRW:

Consulting with synergy effects.

The EFA service portfolio in a nutshell.

5

Nos motivations. Nos réalisations.

Effizienz-Agentur NRW :

Un consultant à effets synergiques.

Striking a new balance between

ecology and economy, equally

benefitting both business and the

environment:

Such is the goal and the basis

of the all-inclusive consulting

and service portfolio brought to

you by EFA.

Environmental protection in

your company: The requirements

and potentials of this social and

economic challenge have

changed. Previously, legal meas-

ures aiming to avert and elimi-

nate pollution were located

downstream of production proc-

esses instead of being integrated

seamlessly into corporate struc-

tures. In most cases, this ap-

proach did not, or only inade-

quately, solve the pollution prob-

lem at hand. Instead, it redirected

costs, raw material and energy

consumption to other economic

sectors in lieu of permanently

reducing them.

In this respect, production-inte-

grated environmental protection

pushes to new frontiers. Today, all

our consulting services aim to

achieve the ubiquitous imple-

mentation of innovative manu-

facturing and processes that

effectively prevent or curb emis-

sion rates early on during opera-

tion. The underpinnings of this

new approach to added value

generation encompass the com-

Production-integrated environmental protection (PIUS): The new management goal

Nous nous tenons àvotre disposition pourvous conseiller, vousaider et vous infor-mer. Voir les adresses,les coordonnées et lespersonnes à contacterà la page 30.

Les activités de l’EFA.

Trouver un nouvel équilibre entreécologie et économie dont profitentà la fois les entreprises et l’environ-nement :

Tel est l’objectif et le fondementdes nombreux conseils et servicesofferts par l’EFA.

Protection de l’environnement ausein de l’entreprise : les exigenceset les possibilités relatives à cedevoir social et économique ontchangé. Jusqu’à maintenant, lesmesures légales visant à empêcheret à éliminer la pollution interve-naient en aval des processus deproduction, au lieu d’être entière-ment intégrées à la structure del’entreprise. Dans la plupart des cas,cette méthode s’avérait inadaptéeou insuffisante pour pouvoir résou-dre les problèmes de pollution. Bienau contraire, la consommation desfrais, des matières premières et del’énergie était ainsi allouée à d’au-tres secteurs économiques au lieud’être réduite à long terme.

A cet égard, la protection de l’en-vironnement intégrée à la produc-tion ouvre la voie. Aujourd’hui, l’ob-jectif poursuivi par tous nos servi-ces de consultation est de réaliserl’installation complète de processuset de cycles de fabrication innova-teurs, capables d’empêcher ou derestreindre déjà efficacement lestaux d’émission pendant les opéra-tions. Les principes de cette nouvel-

Protection de l’environnement intégréeà la production (PIUS) :

L’objectif d’une nouvelle gestion

76

plete survey and (re)organisation

of internal material flows, the

employ of regenerative raw

materials and new product

engineering technologies as well

as plant facilities.

• Cost-sensitive production

• High resource efficiency

• Curtailed disposal costs

• Efficient waste & environ-

mental management

• High staff motivation through

independent working

• Improved image for the com-

pany and its products

• Low resource consumption

• Reduced pollution levels

• Higher environmental aware-

ness in the industry and the

public

Effizienz-Agentur NRW has

committed itself to pioneering

this future-oriented business

strategy – primarily for SMEs

based in North Rhine-Westphalia

(NRW). They can turn to our

agency to find an expert in all

issues re-garding the meaningful

implementation of environmental

protection in corporate settings.

EFA patronages new pro-

grammes and projects while pro-

moting an Info Network for all

small- and medium-sized busi-

nesses located in NRW. Special

project forums and the promo-

tion of productive knowledge

transfer between businesses,

technology centres, consultants,

and manufacturers complete our

service portfolio.

Aiming to expand the Info-

Network in late 1998 together

with the Gelsenkirchen University

of Applied Sciences and numer-

ous technology suppliers based in

NRW, Effizienz-Agentur NRW set

up the "Project Forum Membrane

Technology" to evaluate, analyse

and publish the far-reaching

potentials of resource conserva-

tion and the curbing of emis-

sions.

Thanks to the two years of

constructive collaboration within

the project forum, participants

had the idea in the summer 2000

of teaming up to a nationwide

association.

In November 2000, the German

Society for Membrane Technolo-

gy – or DGMT - was founded

with the support of Effizienz-

Agentur NRW and the Gelsenkir-

chen University of Applied Sci-

ences.

For more information on this

society visit www.dgmt.org or

www.membrantechnik.net.

Establishing a closely-knit exchange of

information is one ofthe key steps to

appreciably raisingthe performance and

efficiency standardamongst small- and

medium-sized enter-prises.

Strategy for new growth.

Benefits for your business.

Project forum Membrane Technology.

Benefits for our environment.

le forme de création de valeur ajou-tée reposent sur l’étude approfondieet la (ré)organisation des flux inter-nes de matières, sur l’utilisation dematières premières régénératrices etsur les nouvelles technologies etinstallations de production.

• Production sensible aux frais• Efficacité élevée des ressources• Réduction des frais liés à l’élimi-

nation des déchets• Gestion des déchets et manage-

ment environnemental efficaces• Motivation élevée des collabora-

teurs stimulée par un travail res-ponsable

• Meilleure image de marque del’entreprise et de ses produits

• Baisse de la consommation desressources

• Baisse des taux de pollution• Sensibilisation de l’industrie et du

domaine public à l’environnement

L’EFA s’est donné une missionpionnière vis-à-vis de cette straté-gie d’avenir, tout d’abord dans lesPME en Rhénanie-du-Nord-West-phalie. Vous trouverez en l’EFA uninterlocuteur compétent pour tou-tes les questions qui touchent à laprotection de l’environnement utileà l’entreprise.

L’EFA a mis en place un certain

Les avantages pour votre entreprise.

Les avantages pour notre environnement.

La stratégie d’une nouvelle croissance.

nombre de programmes et de pro-jets ainsi qu’un réseau d’informa-tion destiné à toutes les PME deRhénanie-du-Nord-Westphalie. Desforums spéciaux et la promotion dutransfert productif du savoir entrel’économie, les centres technologi-ques, les consultants et les fabri-cants viennent compléter l’éventaildes prestations offertes par l’EFA.

Dans le but d’agrandir le réseaud’information, en coopération avecl’I.U.T. de Gelsenkirchen et de nom-breux fournisseurs de technologiede Rhénanie-du-Nord-Westphalie,Effizienz-Agentur NRW a mis surpied fin 1998 le « forum des techni-ques membranaires » afin de pou-voir évaluer, analyser et publier lesvastes potentiels en matière d’éco-nomie des ressources et de réduc-tion des émissions.

Encouragés par une collaborationfructueuse pendant deux ans ausein du forum, les participants ontdécidé au cours de l’été 2000 de seregrouper dans une associationagissant à l’échelle fédérale.

Bénéficiant du soutien de Effizi-enz-Agentur NRW et de l’I.U.T. deGelsenkirchen, la Deutsche Gesell-schaft für Membrantechnik e. V. (enabrégé DGMT) a été fondée ennovembre 2000.

Pour obtenir de plus amples ren-seignements à ce sujet, veuillezconsulter les pages www.dgmt.orgou www.membrantechnik.net

Le forum des techniques membranaires.

La mise en place d’unéchange intense d’in-formations est unemission primordialepour pouvoir amélio-rer de façon décisiveles performances etl’efficacité des PME.

8 9

As often is the case with inno-

vative technology solutions, na-

ture also served as role model for

membrane technology. In many

organic cell systems, processes

that separate substances rely on

the use of a membrane. These

semi-permeable membranes allow

certain substances to permeate

while preventing others from

passing through. In seawater de-

salination plants, for instance, the

principle of separation based on

membrane technology has been

employed for drinking water

treatment for decades. Later on,

wastewater treatment, pigment

recovery in the paint industry,

dealcoholisation and clearing

processes in the food industry,

complex applications in measure-

ment and medical technology,

and many more applications

joined the ranks. Annual growth

of the global membrane technol-

ogy market has in the meantime

reached 10% - with more on the

way.

Generally, nearly all solid, liquid

or gaseous substances (e.g. water,

oils, salts, metals, noble gases,

etc.) can be separated from each

other solely on account of their

molecular size or chemical and

physical properties. The main

lat. membrana = thin sheet, parchment

Taking nature as the role model.

Membrane technology: Separates the

essential from the valuable.

Effective with any size.

Microfiltration (MF)> 0,1 µ *> 500 000 D **

Ultrafiltration (UF)0,01 - 0,1 µ *1000 - 500 000 D **

Nanofiltration (NF)0,001 - 0,01 µ *100 - 1000 D **

Reverse osmosis (ROOsmose inverse (OI)<0,001 µ *<100 D **

Suspended particles

Bacteria, cells

Oil emulsions

Macro-molecules

Colloids, clouding

Viruses

Proteins

Low-molecular organic

substances

Ions

* Particle size

** Mole weight in Dalton (D)

La nature comme modèle.

Les procédés membranaires :

Ils séparent ce qui est essentiel de ce

qui est précieux.

Comme cela est souvent le casdans les solutions innovatrices ettechnologiques, c’est la nature quia fourni l’idée de la technologiemembranaire. Dans de nombreuxsystèmes cellulaires organiques, lesprocessus de séparation des sub-stances reposent sur unemembrane. Ces membranes semi-perméables laissent passer certai-nes substances et en retiennentd’autres. Dans les usines de des-salement d’eau de mer par exemple,le principe de la sépara-tion mem-branaire est utilisé depuis de nom-breuses années pour le traitementde l’eau buvable. Plus tard, ceprocédé fut également utilisé pourle traitement des eaux usées, larécupération de pigments dans l’in-dustrie de la couleur, la désalcooli-sation et les processus de clarifica-tion dans le secteur alimentaire, lesapplications complexes dans lestechniques de mesure et les techno-logies médicales, etc. Le taux decroissance annuel du marché mon-dial des technologies membranairesest actuellement de plus de 10%, latendance étant à la hausse.

En principe, il est possible deséparer presque toutes les sub-stances solides, liquides ou gazeu-ses (par ex. l’eau, les huiles, les sels,

Une efficacité de tout ordre.

lat. membrana = pellicule, parchemin

les métaux, les gaz rares, etc.), neserait-ce qu’en raison de leur taillemoléculaire ou de leurs propriétéschimiques et physiques. En revan-che, dans l’application pratique dela protection de l’environnementintégrée à la production au sein del’entreprise, l’accent est mis sur lesprocessus sous pression dans lesmilieux liquides, et en premier lieudans les solutions aqueuses.

En principe, les procédés à mem-branes sous pression et les pro-priétés des membranes utiliséespeuvent être répartis en différentescatégories en fonction de la tailledes particules et du poids molécu-laire (PM en [D]) des substances àséparer :

• Osmose inverse (OI) : PM env. 50 – 150, productiond’eau ultra-pure, traitement del’eau industrielle, dessalementd’eau de mer et d’eau saumâtre,recyclage d’eau d’entraînement etd’eau de processus, récupérationde métaux, etc.

• Nanofiltration (NF) :PM env. 200 – 1000, éliminationd’impuretés organiques dissoutes,recyclage de matières organiques,dessalement partiel/adoucisse-ment partiel, décoloration deseaux usées, récupération demétaux, etc.

• Ultrafiltration (UF) :PM env. 1000 – 100 000, etmicrofiltration (MF), PM env. 100 000 – 1 000 000 : allonge-ment de la durée de vie des bainsde dégraissage, des bains ultra-sons, des bains de rinçage etd’imprégnation, recyclage de l’eau

focus in the practical application

of product-integrated environ-

mental protection in businesses,

however, is on pressure-driven

processes in liquid media, and

then primarily with regard to

water mixtures.

Basically, pressure-driven mem-

brane processes and the prop-

erties of membranes used can be

classified into several categories –

depending on the particular size

and molecular weight (Mw in [D])

of the substance to be separated:

• Reverse osmosis (RO):

Approx. Mw 50 – 150, ultrapure

water production, treatment of

water used for industrial pur-

poses, sea and brackish water

desalination, rinsing and process

water recycling, metal recycling,

etc.

• Nanofiltration (NF):

Approx. Mw 200 – 1000, remov-

al of dissolved organic contam-

inants, organic material recy-

cling, partial desalination/par-

tial softening, wastewater colour

removal, metal recycling, etc.

• Ultrafiltration (UF):

Approx. Mw 1000 – 100,000,

and microfiltration (MF),

approx. Mw 100,000 –

1,000,000: service time exten-

sion of degreasing, ultrasonic

baths, recycling of vibratory

finishing water, washing lye,

and other solid/liquid substance

mixtures, treatment of coolants,

compressor condensate, and

oil/water emulsions, etc.

Membrane Technology has

Particules suspendues

Bactéries, cellules

Emulsions d’huile

Macromolécules

Colloïdes, trouble

Virus

Protéines

Organiques de faible poids

moléculaire

Ions

* Taille des particules

** Poids molaire en daltons

• flexible adjustment of Membra-

ne Technology systems also to

small material flows on account

of its modular structure

• various application possibilities

through continuously optimised

membrane materials and modu-

lar structure

• successful application in the

most diverse sectors

• public grants for new Membra-

ne Technology applications, e.g.

through the federal state pro-

motion programme IÖNW

Using the following three

examples, we would like to

demonstrate how quickly and

successfully the benefits of mem-

brane technology have already

been practically applied in various

businesses across the entire range

of sectors – also and specifically

in small- and medium-sized com-

panies.

• Systèmes fermés, hygiéniques• En comparaison, faibles besoins

énergétiques et encombrementréduit

• Entièrement automatisable• Principe de séparation simple,

facile à entretenir et donc peucoûteux

• Grâce à la structure modulaire,adaptation flexible des installa-tions de Technologie membranai-re, même en présence de flux dematières réduits

• Nombreuses applications possi-bles grâce aux matières membra-naires continuellement optimiséeset aux structures modulaires

• Applications réussies dans lessecteurs les plus divers

• Aides publiques pour les nouvellesapplications de Technologie mem-branaire, par exemple par le pro-gramme de promotion fédéralIÖNW

A l’exemple des trois entreprisessuivantes, nous souhaitons montreravec quelle rapidité et quel succèsla technologie membranaire a puêtre concrètement appliquée dansdifférents secteurs industriels, etplus particulièrement dans les PME.

11

come to represent a key technolo-

gy when closing water loop

systems and recycling materials

employed in manufacturing pro-

cesses. Thus membrane technolo-

gy has established itself and pro-

ven effective as a cost-effective

and ecological PIUS alterna-tive

to other separation methods such

as evaporation, adsorption and

absorption, chemical separation

or rectification (distillation).

This is how mankind, the envi-

ronment and industry profit from

membrane technology:

• pure physical substance separa-

tion entailing no chemical, bio-

logical or thermal pollution

/changes (no break-down, no

sinkhole)

• closed, hygienic systems

• comparably low energy and

space requirements

• can be completely automated

• easy, low-maintenance and thus

cost-effective separation

principle

de ponçage, des lessives et autresmélanges de substances solides/liquides, traitement de réfri-gérants lubrifiants, de condensatde compresseur et d’émulsionshuile/eau, etc.

La Technologie membranaire estdésormais une technologie-clé dansla fermeture des cycles d’eau etdans le recyclage des matières. Lestechniques membranaires se sontavérées efficaces et ont pu s’établiren se présentant comme une optionPIUS avantageuse et écologique parrapport à d’autres principes deséparation tels que l’évaporation,l’adsorption et l’absorption, la sépa-ration chimique ou la rectification(distillation).

Voici comment l’homme, l’environ-nement et l’entreprise profitent dela technologie membranaire :

• Séparation purement physiquesans pollution/transformationchimique, biologique ou thermique(pas de dégradation, pas dedépression)

10

Strategic benefits. Practical examples.

Atouts stratégiques. Exemples pratiques.

Initiative du LandRhénanie-du-Nord-Westphalie pour une économiehydraulique écologi-que et durable.

Ecological andSustainable Water

Management Initia-tive of the Federal

State of North RhineWestphalia

12

HT Troplast in Troisdorf has

been manufacturing special plas-

tics since early on in the 20th

century. Today, the company has

1,500 employees on its payroll,

approx. 150 of which work in the

Trosifol division where safety

glass laminates, as used by the

automotive industry, are pro-

duced. Uwe Offermann, head

technical engineer of the project,

elucidates the practical experi-

ence HT Troplast has gained with

membrane technology.

Initial talks with the Membrane

Technology service provider Ama-

filter Deutschland GmbH had

been conducted as early as 1996.

After examining various processes

for the separation of softeners

from process water (e.g. ozonati-

on, gravita-tional separation) in

collaboration with a technology

university, preference was

given to opera-tion with an

Membrane Technology ultra-fil-

tration plant in 1998 in view of

the technical and commercial

benefits. This is a system equip-

ped with a ceramic membrane of

atech innovations gmbh and fit-

ted with a heat exchanger to

cool the water. The system's

Membrane Technology example no. 1: Exemple de Technologie membranaire n°1 :

HT Troplast AG

The company.

Why membrane technology?

13

L’entreprise.

Depuis le début du XXe siècle,la société HT Troplast implantéeà Troisdorf est spécialisée dansla fabrication de matières plas-tiques spéciales. Aujourd’hui,l’entreprise emploie 1500salariés, dont environ 150 sontaffiliés à Trosifol, un secteurspécialisé dans la production defeuilles pour verre de sécuritéutilisées entre autres dans l’in-dustrie automobile. Dipl.-Ing.Uwe Offermann, ingénieur d’étu-des responsable du service tech-nique, décrit l’expérience pra-tique acquise par HT Troplast enmatière de technologie membra-naire.

Les premiers entretiens avec leprestataire de services Technolo-gie membranaire AmafilterDeutschland GmbH eurent lieudès 1996. Après avoir étudié dif-férents moyens de séparer lesplastifiants de l’eau du processus(par ex. ozonisation, séparationgravitationnelle) en collaborationavec une école supérieure d’en-seignement scientifique, on déci-da en 1998 pour des raisons à lafois techniques et économiquesde mettre en service une instal-lation à Technologie membranai-re d’ultrafiltration, équipée d’unemembrane céramique de lasociété atech innova-ions gmbhet d’un échangeur thermique

Pourquoi la technologie membranaire ?

Très vite, il fut évident que l’in-troduction de la technologiemembranaire apportait de nom-breux avantages économiques etécologiques à HT Troplast. Nonseulement elle a fait énormé-ment baisser les frais liés auxeaux usées en en diminuant levolume, mais le cycle fermé apermis d’épargner 75 à 80 % dela nappe phréatique par rapportà la consommation passée.

15

pour le refroidissement de l’eau.L’installation possède un débitvolumétrique de 10 m3 par heurepour une surface membranaire de38 m2. Les frais d’investissementrelativement importants s’élevantà 340 000 euros, en raison del’automatisation complète et desappareils de régulation, sont déjàamortis au bout de 2,5 - 3 ansgrâce à des processus sûrs qui nenécessitent pratiquement aucunemainte-nance. On prévoit la miseen place d’une seconde installati-on qui permettra d’augmenter ledébit volumétrique à 30 m3.

14

capacity is an hourly volume

flow of 10 m3 when using a 38

m2 membrane surface. The com-

parably stiff investment costs of

EUR 340,000, resulting from full

automation and the commensu-

rate controls, already pay off

after 2.5 to 3 years on account

of the safe and low-maintenance

process operation. Plans are to

install a second plant to raise the

volume flow to 30 m3 per hour.

It quickly became apparent that

the introduction of membrane

technology had brought HT Tro-

plast far-reaching economic and

ecological benefits. As a result,

not only wastewater costs

dropped drastically thanks to

reduced volumes, but the closed

water loop system also retrenched

groundwater use by 75 to 80% as

against groundwater consumption

before.

The experience.L’expérience.

16

Les 50 salariés de la sociétéimplantée à Geldern qui fournitl’industrie automobile, électroni-que et textile fabriquent entreautres des joints, des guides detissage et des pièces découpéesen fibres vulcanisées, unmatériau à base de coton et decellulose qui se distingue par sesexcellentes propriétés antista-tiques et élastiques et par sonfaible poids. Dr. Manfred Joseph,directeur de l’entreprise, fait étatde l’utilisation de la technologiemembranaire.

The 50 employees of the Gel-

dern-based supplier of the auto-

motive, electronics, and textile

industries produce, among other

things, gaskets, guiding rails for

looms, and punched parts made

of vulcanised fibre – a material

made of cotton and cellulose

which distinguishes itself

through its outstanding antistat-

ic properties, elasticity, and its

low weight. Manfred Joseph, the

company's general manager,

reports on the use of membrane

technology.

For over ten years Vulkanfiber

Krüger has been on the look-out

for a more cost-effective and

efficient alternative to the con-

ventional precipitation and floc-

culation process used to treat

wastewater contaminated with

zinc, which results from the

parchment process, before it

passes into the sewer system.

After making initial contact with

FIW (Research Institute for Water

and Waste Management in

Aachen) at a trade fair in 1995, a

study was conducted to compare

the two processes ion exchange

and membrane technology with

regard to closed-loop technology

and retrieval of the zinc chloride.

FIW's contact to Amafilter

Deutschland GmbH fruited in a

two-month Membrane Technolo-

gy pilot project, which revealed

The company.L’entreprise.

17

Membrane Technology example no. 2: Exemple de Technologie membranaire n°2 :

Vulkanfiber Fabrik Ernst Krüger GmbH & Co KG

Depuis plus de dix ans, Vulkan-fiber Krüger était à la recherched’une solution plus avantageuseet plus efficace que les procédésde précipitation et de floculationtraditionnels, permettant de trai-ter l’eau dérivant du parchemi-nage et contenant du chlorure dezinc avant qu’elle ne soit éva-cuée dans les canalisations.Après avoir pris pour la premièrefois contact sur un salon en1995 avec le FIW (Institut derecherche pour l’économiehydraulique à Aix-la-Chapelle),une étude comparative a étéeffectuée entre le processusd’échange d’ions et la techniquemembranaire au regard dessystèmes de circuits d’eau ferméset du recyclage du chlorure dezinc. La prise de contact du FIWavec Amafilter DeutschlandGmbH aboutit sur un projet de

Why membrane technology?Pourquoi la technologie membranaire ?

1918

marked cost benefits. Finally, a

reverse osmosis system working

at a rate of 5 m3 volume flow per

hour and using a 300 m2 mem-

brane sur-face has been in per-

manent op-eration at Vulkanfiber

Krüger and supplemented by a

prefiltration system since 1997.

Ever since, ultrapure water has

been retrieved from the resulting

wastewater and used for rinsing

purposes while a high-grade zinc

chloride solution is recycled for

the process bath. The return on

the EUR 190,000 investment is

expected in 3 to 4 years, not

least thanks to the 50% grant

through the Ecological and

Sustainable Water Management

Initiative of the Federal State of

North Rhine Westphalia.

Apart from rendering the pre-

cipitation and flocculation

agents redundant, the need for

zinc chloride has also been re-

duced to a minimum through

targeted recycling of the materi-

als employed in the manufactur-

ing process. Over and above this,

the company incurs lower costs

for the softening of fountain

water thanks to the closed loop

system and the resulting low

need of industrial water. Apart

from the smooth and low-main-

tenance operation, the system

proved with time to have a

secondary effect: contrary to

initial expectations, the service

life of the membrane employed

turned out to be twice as long –

with a positive impact on current

operating costs.

Technologie membranaire pilotede deux mois qui montra desavantages financiers considéra-bles. Depuis 1997, une installati-on d’osmose inverse possédantun débit volumétrique de 5 m3

par heure pour une surfacemembranaire de 300 m2 est enexploitation permanente chezVulkanfiber Krüger, et complétéepar un système de préfiltration.Depuis lors, à partir des eauxusées produites, on récupère del’eau ultra-pure à des fins derinçage ainsi qu’une solution dechlorure de zinc de haute qualitépour le bain du processus. L’in-vestissement de 190 000 eurossera amorti en 3 à 4 ans, grâceà une subvention de 50 %accordée par le programme d’ai-de fédéral IÖNW.

Parallèlement aux économiesréalisées sur les précipitants etles agents floculants, le recycla-ge ciblé a permis de diminuer lesbesoins en chlorure de zinc. Grâ-ce à la fermeture du cycle del’eau qui réduit les besoins eneau industrielle, l’entreprisediminue ses frais d’adoucisse-ment d’eau de puits. L’installa-tion fonctionne sans problème,ne nécessite pratiquement aucu-ne maintenance et présente avecle temps un autre avantage nonnégligeable : contrairement auxattentes initiales, la vie utile desmembranes utilisées s’est avéréedeux fois plus longue, ce qui aun effet positif sur les frais d’ex-ploitation courants.

The experience.L’expérience.

The company.L’entreprise.

Membrane Technology example no. 3: Exemple de Technologie membranaire n°3 :

Hawker Batterien GmbH

20

The water treatment plant at

Hawker Batterien, which is a re-

cipient of subsidies from the

Ministry, removes heavy metals

and particulate lead dioxide from

water contaminated with sul-

phuric acid. A combination of

two parallel membrane modules,

with a surface spanning 8 m2

each and a standard filter press,

are used to separate the solids.

The membrane modules pro-

duce a filtrate free of solids,

which is subsequently recycled

into production. In parallel, the

filter press yields an extensively

dewatered filter cake, which is

fed to a lead recycling plant. The

heavy metal ions, however, are

removed through ion exchange.

The acid is separated through

electrodialysis and conducted

into the acid mixing system.

21

The supplier of industrial bat-

teries ranks among the market

leaders in Germany. Based in

Hagen, Hawker's production is

warranted by 600 employees. The

company aims to develop and

implement trend-setting technol-

ogies for all application areas in

order to offer optimal security

through stationary battery

systems and turnkey electricity

supply systems.

Christian Papmahl, Inbatec

GmbH in Hagen, who engineers

the system, reports on the

successful implementation of

membrane technology.

Le fournisseur en batteriesindustrielles compte parmi lesentreprises leaders dans ce sec-teur en Allemagne. Sur le site deproduction de Hagen, Hawkeremploie 600 salariés. L’objectifde l’entreprise est de développeret d’utiliser des technologiesrévolutionnaires pour tous lesdomaines d’application, tout engarantissant une sécurité opti-male grâce aux batteries sta-tionnaires et aux systèmes d’ali-mentation électrique projetésclés en main.

Dipl.-Ing. Christian Papmahl,Inbatec GmbH à Hagen, décrit lesuccès de l'utilisation des tech-niques membranaires.

Why membrane technology?Pourquoi la technologie membranaire ?

Chez Hawker Batterien, la sta-tion de traitement des eaux pro-mue par l’Office fédéral de l’envi-ronnement élimine les ionsmétalliques lourds ainsi que lesparticules de dioxyde de plombde l’eau du processus contenantde l’acide sulfurique. Pour laséparation, on utilise deuxmodules membranaires parallèlesayant chacun une surface de 8 m2, ainsi qu’un filtre-pressestandard.

Les modules membranairesproduisent un filtrat exempt departicules qui peut être recyclédans la production. Parallèle-ment, le filtre-presse permetd’obtenir un gâteau de filtrationen grande partie déshydraté quiest utilisé dans une installationde recyclage du plomb. L’éclusagedes ions métalliques lourds se

Apart from the positive im-

pulses for the environment

through the careful use of re-

sources, Hawker Batterien GmbH

has also benefited from far-

reaching economic benefits.

The company is convinced of

the potentials inherent to mem-

brane technology: a marked

reduction of acid requirements

and a cutback of wastewater

volumes as well as disposal costs

come hand in hand with consid-

erably savings.

Inbatec GmbH in Hagen re-

ports that the economic benefits

during system operation result

from the long service life mem-

branes have.

Parallèlement aux effets posi-tifs pour l’environnementobtenus en ménageant les res-sources, Hawker Batterien GmbHprofite de nombreux avantageséconomiques.

L’entreprise est convaincue desperformances de la technologiemembranaire : la réduction sen-sible du besoin en acide ainsique la diminution de la quantitéd’eaux usées et la réduction desfrais liés à l’élimination desdéchets font faire des économiesimportantes à l’entreprise.

Les avantages économiquesliés à l'exploitation de l'installa-tion résultent de la durée de vieélevée des membranes, selon lerapport de la société InbatecGmbH à Hagen.

23

Pre-trials with various filtration

materials have shown that

UHMW-PE membranes of the

Wuppertal-based supplier Micro-

dyn-Nadir GmbH are highly suit-

able. The strong oxidising effect

of lead dioxide causes no damage

to the membrane.

Ever since the loop systems

have been closed, environmental

pollution has declined while the

costs of fresh water and acid, as

well as for wastewater treatment,

have dropped appreciably.

fait en revanche grâce à l’échan-ge d’ions. L’acide est séparé parélectrodialyse et recyclé dansl’installation à mélanger l’acide.

Dans le cadre d’essais préala-bles à base de différentsmatériaux de filtration, la mem-brane UHMW-PE de la sociétéMicrodyn-Nadir GmbH du Wup-pertal a prouvé son aptitude,l’effet fortement oxydant dudioxyde de plomb ne l’endomma-geant pas.

Depuis la fermeture des cyclesde matières, on a pu d’une partrestreindre les conséquences pol-luantes pour l’environnement, etd’autre part réduire considérable-ment les frais d’approvisionne-ment en eau et en acide ainsique les coûts liés au traitementdes eaux usées.

22

The experience.L’expérience.

25

De manière convaincante etpratique, les exemples ci-dessusmontrent combien les techniquesmembranaires, appliquées effica-cement et combinées à une pla-nification compétente et à desstratégies d’avenir, peuvent amé-liorer les résultats d’une entrepri-se, indépendamment du secteuret du produit. Cette approcherepose sur l’idée du cycle d’eaufermé et sur le recyclage ciblé decertaines matières.

24

These examples showcase, in an

impressive and practical fashion,

how the efficient use of mem-

brane technology can upgrade

the operating result through

expert planning and visionary

strategies – no matter in what

branch of industry and for what

products. The approach is based

not only on the closed-loop idea

but also on the targeted recy-

cling of individual materials used

during manufacture.

Across all sectors, suppliers in

NRW have a high level of know-

how in membrane technology.

Trailblazer for a new kind of business.

Scanning electronic microscope (SEM) - sectional view of a membrane

Microscope électronique à balayage (MEB) – Vue transversale d’une membrane

They warrant excellent separation properties aswell as high process stability: ceramic membranesSource: atech innovations GmbH

Elles présentent de bonnes propriétés de sépara-tion ainsi qu’une grande stabilité : les membranes

céramiques.Source : atech innovations GmbH

Membrane technology: Seize your chance now.

An effective concept.

Technologie membranaire : une chance à saisir maintenant.

Un concept efficace.

Les pionniers d’une économie nouvelle.

Dans les différents secteurs, lesfournisseurs en Rhénanie-du-Nord-Westphalie disposent d’ungrand savoir-faire en matière detechnologie membranaire.

Effizienz-Agentur NRW vousassiste volontiers quand il s’agitd’aller vers un plus grand respectde l’environnement et une plusgrande réussite économique. Envous conseillant dans le détail.En vous mettant en contact avecdes experts technologiques. Et ens’engageant à aider de façonciblée le site économique de laRhénanie-du-Nord-Westphalie etles entreprises qui y sontimplantées.

Contactez-nous. Nous nousferons un plaisir de répondre àvos questions !

27

En ce qui concerne la réalisa-tion de projets individuels relatifsà la technologie membranaire,Effizienz-Agentur NRW continue-ra à l’avenir d’apporter son sou-tien à toutes les PME de Rhéna-nie-du-Nord-Westphalie, encollaboration avec les fournis-seurs de membranes et les fabri-cants d’installations. Ce soutienprendra la forme d’ateliers, deréunions d’information, de con-sultations approfondies et demédiation d’interlocuteurscompétents.

La technologie membranaireest une option là où il s’agitd’éliminer certaines substancesdans les flux d’eau de processuset de recycler des matières à par-tir des liquides de processus.L’accent est mis entre autres surle traitement des surfaces, no-tamment pour les secteurs dudégraissage, de la galvanisationet du décapage, sur les technolo-gies de peinture et le traitementdu papier ainsi que sur l’industriealimentaire. On recherche en per-manence de nouvelles applica-tions de cette technologie d’ave-nir pour de nouveaux projetspilotes.

26

Effizienz-Agentur NRW will

continue to support all SMEs in

North-Rhine Westphalia in col-

laboration with membrane sup-

pliers and plant engineers when

it comes to implementing indi-

vidual membrane technology

projects – through workshops,

information events, and exten-

sive consulting as well as media-

tion of expert contact partners.

Membrane technology is an

option wherever process water

streams need to be freed of

harmful substances and/or mate-

rials can be retrieved from proc-

ess liquids. Herein, the focus is,

among other things, on surface

treatment – particularly in terms

of degreasing, electroplating, and

pickling – painting technology,

and paper processing as well as

the food industry. New possibili-

ties of use are continuously

being discovered for this future-

oriented technology, which are

then implemented in the frame-

work of pilot projects.

Effizienz-Agentur NRW is look-

ing forward to be of assistance

to you when it comes to taking

the decisive step toward respect-

ing the environment and building

economic success. With all inclu-

sive consulting. With targeted

introduction to technology

experts. And the commitment to

provide support specifically to

the business location of North

Rhine-Westphalia and the enter-

prises it accommodates.

Talk to us – we are looking for-

ward to your questions!

Membrane polyéthylène : bonne propriétés de séparation et grande stabilité.Source : Microdyn-Nadir GmbH

What can we do for you?Que pouvons-nous faire pour vous ?

Polyethylene Membrane: Good separation properties and process stability.

Source: Microdyn-Nadir GmbH

La Rhénanie-du-Nord-Westphalien’est pas seulement synonyme dechangements économiques, maisaussi de changements écologiquespour la société future. Le Land qui adéveloppé un grand nombre d’idéesen matière d’éco-efficience et dedurabilité est convaincu que cesconcepts sont l’avenir d’un dévelop-pement économique et sociétalréussi. Et comme l’a dit John Naisbitt, futurologue américain : « Nous sommes submergés d’in-formations et assoiffés de savoir. »

29

North Rhine-Westphalia* is

located in the centre of Europe

and has some 18 million inhab-

itants, making it the most

populous state in the Federal

Republic of Germany. Almost 5%

of all EU citizens and about 22%

of all residents of Germany live,

work, and consume here. In

terms of gross domestic product,

NRW occupies fourth place with-

in the European Union and pro-

vides almost 10% of the total

economic output of the 15 EU

member states. Many interna-

tional companies have their

headquarters here and about

600,000 small and medium-sized

companies create a solid eco-

nomic basis for a good standard

of living — both here and else-

where. The link between the tra-

ditional coal, iron and steel indu-

stries and the new industries —

such as renewable energies, the

media and micro-technology —

in particular is a guarantee for

innovative technological

advances.

*Status: 2001

*chiffres: 2001

28

Our philosophy:

dialogue and cooperation.Notre philosophie :

dialogue et coopération.

However, North Rhine-West-

phalia stands not only for

economic but also for

ecological changes

towards the society of

the future. The state has

contri- buted many ideas

on the subjects of eco-

efficiency and

sustainability and

believes that these

concepts represent

the future for suc-

cessful economic

and societal

development. As

John Naisbitt, an

American fu-turist, said,

"we are drowning in information

and thirst for knowl-edge."

Avec ses 18 millions d’habitants,la Rhénanie-du-Nord-Westphalie*

située au centre de l’Europe est leLand le plus peuplé de la Républiquefédérale d’Allemagne. Près de 5 %de l’ensemble des citoyens del’Union européenne et environ 22 % des habitants en Allema-gne vivent, travaillent et consom-ment dans ce Land. En ce quiconcerne le produit intérieurbrut, la Rhénanie-du-Nord-Westphalie occupe laquatrième placeau sein de l’Unioneuropéenne et réaliseprès de 10 % de laproduction éco-nomique totale des15 Etats membres.De nombreusessociétés internatio-nales y ont leur siègeet près de 600 000PME garantissent unebase économique solideoffrant un bon niveau devie – ici tout comme ailleurs. Le lienentre l’industrie houillère et sidérurgique traditionnelle et lesnouvelles industries, notamment lesénergies renouvelables, les médiaset la micro-technologie, est legarant de progrès technologiquesinnovateurs.

Düsseldorf

Berlin

30

Contact.Contact.

Ministry of the Environment,

Conservation, Agriculture and

Consumer Protection of the state

of North Rhine-Westphalia.

Ministère de l’Environnement etde la Protection de la nature, del’Agriculture et de la Protection duconsommateur de NRW.

Die Effizienz-Agentur NRW (EFA)

Die Effizienz-Agentur NRW (EFA)Dr. Peter JahnsManaging Director:

Directeur général :phone: +49 (0)203/378 79-42 • email: pja@efanrw.de

Dr. Julia R. TschescheDeputy Managing Director:

Co-directeur : phone: +49 (0)203/378 79-45 • email: jts@efanrw.de

Ilona DierschkeProject coordinator:

Coordinatrice de projets :phone: +49 (0)203/378 79-49 • email: ild@efanrw.de

Internet: www.efanrw.de

Ernst-Christoph StolperHead of the department "Basic questions, planning and co-ordination,

One-World-Policy"

Directeur du département « Questions de base, planification et coordination,politique "un seul monde" »

phone: +49 (0)211/4566-650 • email: stolper@munlv.nrw.de

Dr. Andreas HerforthHead of the unit "Environment and Economy"

Directeur de l'unité « Environnement et économie » phone: +49 (0)211/4566-637 • email: andreas.herforth@munlv.nrw.de

Internet: www.munlv.nrw.de