Titelbild: Wie man es (heute) nicht mehr machen sollte …. hier folgt das „warum“ ….

Erfolgsgeschichte der NFV GmbH durch Mitarbeit in der NSMT – Rückschau und Ausblick

1.   Einleitung

Die DIN-Norm kann mehr als nur ein „Leitfaden“ bei der Anlagenentwicklung sein. Sie spielt in vielen technischen Bereichen, von der Normierung einzelner Bauteile über Anforderung an Gesamtanlagen bis hin zu Prüfverfahren eine wesentliche Rolle in Unternehmen. Sie schafft aber auch klare Regeln zum Nutzen für Anlagenbauer und deren Kunden.

DIN-Normen haben aber noch viel weitreichendere Auswirkungen. Sie werden häufig über ISO-Normen in internationales Recht umgesetzt. Dieses kann dann zu IMO-Verordnungen führen (International Maritime Organization) und somit auch zu weltweit einheitlichen Prüfvorschriften. Diese Verordnungen führen wiederum zu einer Verbesserung des Umweltschutzes (z.B. Verhütung der Meeresverschmutzung). In den Zeiten der Globalisierung gewinnt dieser Punkt enorm an Bedeutung.

Die Arbeit eines Normausschusses kann aber auch, ohne dass eine konkrete Norm erarbeitet wird, direkt zu einer Änderung und Verbesserung der Prüfvorschrift einer internationalen Verordnung führen.

Anhand des positiven Beispiels der Firma NFV GmbH wird im folgendem geschildert, wie die Mitarbeit und Leitung eines Normausschusses eben diesen Fall zur Folge hatten.

Der Geschäftsführer von NFV, Herr Eberhard Runge, hatte die Leitung des Arbeitskreises NA 132-02-11-01 AK / ISO TC 8/ SC 2/ WG 2 – Öl-Wasser-Separatoren übernommen. Dieser Arbeitskreis ist an der Normenstelle Schiffs- und Meerestechnik (NSMT) angesiedelt.

Die NSMT (Normenstelle Schiffs- und Meerestechnik) im DIN e.V. (Deutsches Institut für Normung) ist verantwortlich für die nationale, europäische und internationale Normung auf dem Gebiet der Schiffs- und Meerestechnik einschließlich der Normung für Verteidigungsgeräte (VG) in diesem Bereich. Die NSMT ist unter anderem zuständig für die deutsche Mitarbeit in CEN/TC 15 „Fahrzeuge der Binnenschifffahrt“, ISO/TC 8 „Schiffe und Meerestechnik“, ISO/TC 188 „Kleine Wasserfahrzeuge“, IEC/TC 18 „Elektrische Anlagen auf Schiffen und auf beweglichen und festen Offshore-Einheiten“ und IEC/TC 18/SC 18A „Kabel und Kabelverlegung“.

Sie hat weiterhin die Aufgabe, die für den Verteidigungsbereich erforderlichen Normen und Spezifikationen (VG-Normen) auf dem Gebiet der Schiffs- und Meerestechnik zu erarbeiten sowie gegebenenfalls die Interessen der Deutschen Marine in der zivilen Normungsarbeit zu vertreten.

Die Tätigkeiten des Arbeitskreises führte zu einer Änderung der internationalen (IMO) Verordnung MEPC 60 (33). Die neue Verordnung MEPC 107 (49) enthielt nun strengere Prüfvorschriften und durch die Mitarbeit im Arbeitskreis konnte NFV sich frühzeitig auf diese Änderung einstellen. Dies führte dazu, dass NFV als weltweit erstes Unternehmen Bilgewasser-Entöler präsentieren konnte die diese strengen Prüfvorschriften erfüllten.

Die neuen Bilgewasser-Entöler wurden nun ein wichtiger Baustein im erfolgreichen Aufstieg von NFV zu einem Weltmarktführer im Bereich der Öl/Wasser-Separation.

2.   Erläuterung der Begriffe und Technik

2.1   Was ist Bilgewasser?

Die Bilge ist der unterste Raum auf einem Schiff und somit der tiefste Punkt innerhalb eines Schiffes. Hier sammelt sich das in den Schiffsrumpf eingedrungene Wasser, sowie  Kondenswasser, Lecköle und Schmutz. Dieses Wasser nennt man Bilgewasser, welches mit Bilgepumpen abgepumpt werden kann.

Bilgewasser kann eine Mixtur aus Wasser, Dieselöl, Gasöl, Hydrauliköl, Reinigungsmittel, Ölzusätze, Chemikalien, Schmutz, Ruß oder anderen Substanzen sein. Diese Mixtur wird normalerweise in einem Bilgewasser-Tank gesammelt.

Da das Bilgewasser meist mit Öl- und Kraftstoffresten kontaminiert ist, darf es nicht einfach in die Meere abgepumpt werden, sondern muss durch einen Bilgewasserentöler behandelt werden. Hierbei werden Wasser und Öle voneinander getrennt.

2.2 Was ist eine Emulsion?

Zwei Flüssigkeiten, die sich nicht ineinander lösen, bilden bei intensiver Vermischung eine Emulsion. Das ist ein Flüssigkeitsgemisch, das vom Aussehen her wie eine homogene Flüssigkeit erscheint, da die ineinander vermischten Flüssigkeitströpfchen mikroskopisch klein sind. In Wirklichkeit handelt es sich jedoch um eine heterogene Mischung mit sehr kleinen Tröpfchen, welche einen Durchmesser von 0,1 µm bis 100 µm haben. Dieser geringe Durchmesser sorgt dafür, dass sich Emulsionen unter dem Einfluss der Schwerkraft nicht mehr selbständig trennen. Die im Übermaß vorhandene Flüssigkeit bildet die kontinuierliche Phase, während die im geringeren Maß vorhandene, in Tröpfchen verteilte Flüssigkeit, als dispergierte Phase bezeichnet wird.

2.3   Was ist eine Dispersion?

Als Dispersion wird ein heterogenes Stoffsystem, das aus mindestens zwei nicht oder nur bedingt ineinander löslichen Phasen besteht, definiert. Hier sind damit alle Aggregatzustände eingeschlossen. Man versteht unter dem Begriff der Dispersion auch ein Flüssig-Flüssig-System, welches hinsichtlich der Tropfengröße oberhalb und in Bezug auf die Konzentration grenzflächenaktiver Substanzen unterhalb des Emulsionsbereiches liegt.

Es ist also so, dass Dispersionen instabil sind und sich aufgrund ihrer Dichteunterschiede in homogene Phasen trennen.

Ganz gleich ob Emulsion oder Dispersion, ein Bilgewasser – Entöler muss in der Lage sein, solche „Mischungen“ zu separieren.

2.4   Das Grundprinzip der zweistufigen Bilgewasserreinigung

Die „Mehrphasen“ (Wasser, Öl, Feststoffe) werden in der ersten Stufe, einem Mehr-Phasen-Separator (MPS) separiert. In der zweiten Stufe erfolgt die dauerhafte Separation feinster Öltropfen < 1 μm (1/1000 mm) (Emulsionen/Dispersionen).

1. Stufe: Mehr-Phasen-Separation (MPS)

Das Bilgewasser durchfließt die MPS-Profile. Durch gezielte Verwirbelung beim Eintritt in die Profile entstehen aus kleinsten Öltropfen große Tropfen.

Sie werden durch die Adhäsionskräfte der Profile gebunden und durch Ölaufstiegsbohrungen nach oben in den 1. Öldom geleitet. Die Feststoffe oder andere schwerere Stoffe gleiten entlang der Profile nach unten in die Schlammablässe.

2. Stufe: Mechanischer Emulsions-Brecher (MESB)

Das Wasser durchfließt nun ein Element zur Feinsttropfenseparation von innen nach außen. Die feinsten Öltropfen > 0,5 μm werden in einem Mikrofaserbett zu großen

Öltropfen zusammengeführt und in den 2. Öldom abgeleitet. Diese permanente Separation ist absolut betriebssicher bei geringsten Kosten.

3. Die Geschichte der Entölungstechnik und des Unternehmens NFV

3.1   Die Geschichte der Bilgewasser-Entöler in der Schifffahrt

Als erste Firma in Deutschland und Europa, führte die DFG (ab 1965 NFV) als Lizenznehmer der Firma FRAM aus den USA einen Bilgewasser-Entöler mit einem Restölgehalt < 20 mg/l für die Binnen- und Küstenschifffahrt ein.

Die für die Hochseeschifffahrt angebotenen Entöler fanden jedoch noch keinen Markt. Der Umweltschutzgedanke war zu dieser Zeit noch nicht sehr weit verbreitet.

Für die See-Schifffahrt wurden später Entöler mit einem Restölgehalt <100 ppm aus Sicherheitsgründen (Brandgefahr) gefordert.

Auf der SMM 1972 stellte NFV einen Bilgewasser-Entöler der Fachwelt vor, der bereits Restölwerte < 15 ppm erreichte und die Basis für die MARPOL Richtlinien 73/78 wurde.

Die Wirksamkeit des Entölers wurde von Fachleuten des deutschen Wettbewerbs (100 ppm – Entölerhersteller) bezweifelt und daher eingehend geprüft.

Die Resultate bestätigten die amerikanischen Prüfungen durch die USCG (US Coast Guard) und US- Navy und deren Zulassungen, so dass dieses System von vielen Mitbewerbern nachgebaut wurde.

Anfang 1980 überraschte NFV die Fachwelt erneut, als ein Entöler angeboten werden konnte, der ohne Filter- und Coalescerstufen arbeitete und gleiche Entölungsergebnisse erzielte. Ein weiterer Vorteil dieses neuen Systems waren die sehr viel geringeren Betriebskosten.

Im Jahre 1992 wurde die IMO-MARPOL Resolution MEPC 60 (33) verabschiedet, mit Gültigkeit ab den 1.4.1994.

Bereits 1993 wurden die Druckentöler „PPT-BWS“ der NFV unter Aufsicht des GL erfolgreich getestet und als erste Entöler (weltweit) auf dem Markt zertifiziert.

Viele Fachleute (auch die NFV) kritisierten, dass die MEPC 60 (33) weder mehr Umweltschutz, noch die notwendige Betriebssicherheit für die Schiffsbesatzungen gebracht hätte.

Viel zu theoretisch wären die Prüfansätze und auch die Prüfmixturen entsprächen nie den Realitäten.

Nur die Bundesmarine forderte Entöler, die mit den an Bord anfallenden Betriebsabwässern fertig werden mussten.

Diesen Anforderungen hat sich die NFV immer gestellt und auch optimale Lösungen gefunden.

Daraus entwickelten sich Entölungssysteme, die heute in den NSA- und PSSA- Gebieten (national special areas und particular sensitiv sea areas) in denen ein Restölgehalt <5ppm (parts per million) gefordert wird, eingesetzt werden können.

3.2 Die Situation des Unternehmens NFV bei der Gründung des Arbeitskreis NA 132- 02-11-01 AK / ISO TC 8/SC 2/WG2 – Öl-Wasser-Separatoren

Die Firma Norddeutsche Filter Vertriebs GmbH Hamburg ist auf dem Gebiet der Aufarbeitung von ölhaltigen Schiffsabwässern seit ihrer Gründung tätig. Die NFV hat eine Vielzahl von innovativen Lösungen im Bereich der Öl-Wasserseparation entwickelt und auf den Markt gebracht.

Die Bilgewasser-Entöler der Firma sind in der Lage sehr effektiv und kostengünstig das Wasser-Öl-Gemisch zu trennen.

Das gestiegene Umweltbewusstsein und die zunehmende Einsicht in die Unzulänglichkeit der bestehenden  Verordnungen führte zur Bildung des Arbeitskreis NA 132- 02-11-01 AK / ISO TC 8/SC 2/WG2 – Öl-Wasser-Separatoren bei der Normenstelle Schiffs- und Meerestechnik (NSMT) unter der Leitung von Eberhard Runge.

Die dringend notwendige Forderung nach einer neuen Verordnung und Resolution war zudem aus der Erkenntnis entstanden, dass das Testprocedere der „alten“ MEPC 60 (33) nicht den im Bordbetrieb vorhanden Verhältnissen entsprach

3.3 Die Arbeit des Arbeitskreises und die Folgen für die NFV GmbH

1999 wurde der Arbeitsausschuss für „Meeres-Umweltschutz“ an der NSMT gegründet, und zur gleichen Zeit der Arbeitskreis NA 132-02-11-01 AK – Öl-Wasser-Separatoren. Die Leitung des Arbeitskreises übernahm Eberhard Runge von NFV.

In vier Jahren wurde von den Fachleuten der deutschen Entöler-Hersteller die IMO-Resolution MEPC 60(33) überarbeitet und den aktuellen Erfordernissen angepasst.

Auf der ISO–Tagung in der Handelskammer Hamburg, vom 24-26.6.2003 wurde das Resultat der NSMT, als Vorschlag für eine neue Prüfvorschrift einer neuen Entöler-Generation präsentiert, angenommen und über die ISO an die IMO in London weitergeleitet, die auf ihrer 49.Sitzung im gleichen Jahr die Resolution 107 ratifizierte.

Es war immer das Bestreben von NFV, Testvorschriften für Bilgewasser – Entöler zu erreichen, die den Bedingungen auf den Schiffen entsprechen. In der folgenden Tabelle werden die Unterschiede der MEPC 60 (33) zur MEPC 107 (49) aufgezeigt:

Was ist nun die Testflüssigkeit C:

• 94,78 % Wasser
• 2,50 % Schweröl (RMF)
• 2,50 % Dieselöl (DMA)
• 0,05 % Tensid (Natriumsalz der Dodecylbezolsäure)
• 0,17 % Eisenoxid in der Mischung 10µm bis 100µm

Dieses Gemisch wird mit einer Kreiselpumpe (3000 U/min) und einer Umwälzleistung von ca. 100 m³/h in einem Tank umgewälzt und dann 6% kontinuierlich der zu entölenden Wassermenge zugegeben.

Da auch der Teststand mit einer Mischstrecke versehen ist, sind sogar Schweröl und Dieselöl stark vermischt.

Diese „Mixtur“ sollte ein Entölungssystem dauerhaft, also kontinuierlich (eine wesentliche IMO – Forderung) in sauberes Wasser und das Öl separieren.

Die neuen Prüfvorschriften der IMO-Resolution haben somit an realitätsnähe gewonnen und führten zu einem verbesserten Umweltschutz.

Durch die Mitarbeit im Arbeitskreis war es dem Entwicklungsteam der NFV möglich eine Anlage zu entwickeln, die rechtzeitig zum Inkrafttreten der IMO-Resolution MEPC 107 (49) in 2005 marktreife erlangte. Diese Anlage durchlief problemlos die Zertifizierung. Somit war NFV als erstes Unternehmen (weltweit) überhaupt in der Lage eine zertifizierte Anlage nach MEPC 107 (49) am Markt anzubieten.

In den folgenden Jahren konnte NFV durch diesen Vorteil zu einem Weltmarktführer bei OWS (Oil-Water-Separator = Bilgewasser-Entöler) aufsteigen. Der Marktanteil bei Bilgenwasser-Entölern konnte von 2% in 1999 auf mehr als 15% ab 2005 gesteigert werden.

3.4 Anwendungsgebiete der NFV – Technologien

Das Unternehmen hatte bei Übergabe an MAHLE seinen Schwerpunkt in der Filtrations- und Separationstechnik und bediente mit Anlagen zur Entwässerung, Entölung und zur Wasseraufbereitung im Wesentlichen die Branchen Schifffahrt, Offshore – Windenergie, Kraftwerke, Automobil-Industrie und Petrochemie.

Anwendungsfelder der NFV-Technologien sind:

• Bilgewasserentölung
• Ballastwasseraufbereitung
• Waschwasser – Aufbereitung
• Kraftstoff- und Öl Pflege
• Rohölentwässerung, etc.

4. Zwischenfazit

Die Erfolgsgeschichte von NFV wurde maßgeblich durch die Mitarbeit im Arbeitskreis NA 132-02-11-01 AK / ISO TC 8 – Öl-Wasser-Separatoren an der Normenstelle Schiffs- und Meerestechnik (NSMT) vorangetrieben.

Die Prüfvorschriften der internationalen IMO-Verordnung konnten frühzeitig durch die Mitarbeit im Arbeitskreis beeinflusst und durch die enge Abstimmung mit der eigenen F&E- Abteilung in einen neuen Anlagentyp umgesetzt werden. Es wurde somit ein Informationsvorsprung erlangt und Trends erkannt und gefördert.

Es konnten zudem enge Kontakte zu deutschen Mitbewerbern aufgebaut und somit ein „deutsches“ Netzwerk gebildet werden, um so international ein stärkeres Gewicht (z.B. bei internationalen Tagungen und Kongressen) zu erlangen. Die Erschließung des internationalen Marktes wurde durch die neue Verordnung positiv beeinflusst und zudem konnte der weltweite Umweltschutz verbessert werden. Diese Erfahrungen führten zur Mitarbeit in weiteren Arbeitskreisen der NSMT.

5. Technologiebeispiele von NFV

6. Anwendungsbeispiele

7. Ausblick

Inzwischen gab es unterschiedliche Interpretationen der IMO-Resolution MEPC 107(49), und es wurde sehr unterschiedlich getestet und neuen Prüfern gegenüber argumentierte man: „…das haben wir doch bei der MEPC 60 (33) auch schon so gemacht?!

Es werden OWS (Bilgewasser-Entöler) am Markt angeboten, die nicht in absoluter Übereinstimmung mit dem Prüfablauf der MEPC 107 (49) getestet sind.

Hier wurde der Arbeitskreis NA 132–02–11–01-AK aktiv und hat bei der IMO für eine Anweisung bei der MEPC 54/6/1 Rev.1 gesorgt.

Um für die Schifffahrt eine Verbesserung der Wirksamkeit „nicht ganz korrekt“ getesteter OWS (Bilgewasser-Entöler) zu erreichen, hat der Arbeitskreis in gemeinsamer Arbeit aller Mitglieder, eine Norm für eine korrekte Tank- und Rohrleitungs-Anordnung erarbeitet.

Die heutige Situation der aktuellen Prüfresolution MEPC 107 (49).

Viele Seegebiete sind auf nationaler Basis zu sogenannten „5ppm areas“ erklärt worden.

Auch Europa hat sich darauf geeinigt, ab 2020 alle Gewässer, also 70.000 km Küste zu einer „5ppm-Zone“ zu erklären. Diese Anforderungen können mit OWS (Bilgewasser-Entölern) erreicht werden. Dazu reicht es aber nicht, dass sich einige Klassifikationsgesellschaften die OWS-Zertifikate zur nachträglichen „Prüfung“ (nur auf dem Papier, oder nach „Sachlage“) vornehmen, um ein „neues“ – „5ppm – Zertifikat“ zu erstellen. Zumal bei der IMO-MARPOL-Resolution MEPC 107 (49) einige gravierende Fehler in der Probennahme und der Analysevorschrift bestehen! Des Weiteren haben viele Hersteller das Prüfverfahren einseitig für sich interpretiert, nur um zu einem Ergebnis zu kommen. Nationale Interessen und Lobbyismus führten zu Zulassungen und schlecht funktionierenden OWS.

Hilfsmittel, wie zusätzliche Wärme, Chemikalien, oder die Zugabe von Meerwasser, sind in der IMO Resolution nicht explizit ausgeschlossen, haben aber bei der Entölung von Bilgenwasser nichts zu suchen!

Eingereichte Laborergebnisse, die einen Restölgehalt <5ppm bestätigen, können z.B. aus einer Rückspülphase kommen, die im Prüfablauf der IMO-Resolution nicht vorgesehen ist. Auch andere ungewollte Fehler können zu Laborergebnissen führen, die nicht dem tatsächlichen Prüfablauf entsprechen.

Um eine einheitliche Prüfung für alle Gesellschaften, die OWS (Bilgewasser-Entöler) prüfen und zertifizieren, zu schaffen, brauchen wir eine Norm und nicht nur eine Resolution.

„Eine Resolution bei der IMO, also der Interessenvertretung der internationalen Schifffahrt ist eine (meist) schriftliche, auf einem Beschluss beruhende Erklärung, in der bestimmte Forderungen erhoben werden.

Ein Standard, eine Norm ist eine vergleichsweise einheitliche oder vereinheitlichte, weithin anerkannte und meist angewandte (oder zumindest angestrebte) Art und Weise, etwas herzustellen oder durchzuführen, die sich gegenüber anderen Arten und Weisen durchgesetzt hat. In dieser Bedeutung ist der Begriff Standard insbesondere in den Bereichen Technik und Methodik üblich, in Bezug auf Menschenrechte, Lebensstandard oder Umweltschutz. Dabei findet der Begriff sowohl Verwendung zu allgemein anerkannten Zielsetzungen als auch bezüglich allgemein anerkannter Realisierungen. Eine Norm ist aber keine „Grund-Konstruktion“, wie etwas gebaut werden soll oder wie es funktioniert. Eine Norm definiert die Ansprüche an eine Technologie.“

Dann kam die Möglichkeit, auf einem Umweg über die Probleme bei Konverter Stationen im Offshore – Windkraftbereich, mehr für den Meeresumweltschutz zu tun.

Eberhard Runge leitete einige Zeit den Arbeitskreis „Technische Ausrüstung Windkraft Offshore“

Konverter – Stationen im Meer sind wie Schiffe auf Reede zu betrachten und es gab keine einheitlichen Vorschriften oder Normen, wie sauber das Abwasser aus dem Maschinenraum und dem Helikopterdeck sein muss. Allerdings war die Forderung bei Deutschen Projekten:

Restölgehalt < 5ppm!!!

Auf Initiative der NSMT wurde von der ISO eine Norm für die Anwendung von OWS auf Konverter Stationen (Windenergie Offshore) verlangt.

Das sahen wir bei der NSMT als eine große Chance, diese Norm dann zukünftig für die Schifffahrt zu erweitern.

Unter internationaler Leitung, Japan, Korea, USA, China, England (technologisch geführt von der fachmännischen Beratung der Vertreter der NSMT) wurde des ISO – Arbeitsausschuss ISO TC 8/SC2/WG3 in Aktion gebracht. Hier haben wir in mehrjähriger Arbeit und vielen Sitzungen, eine komplette Überarbeitung der MEPC 107(49) und neue Rohrleitungspläne erarbeitet.

Im August 2020 ist die ISO – Norm:

ISO/FDIS 21963:2020(E)

veröffentlicht worden.

Diese Norm bedeutet eine klare und nicht willkürlich zu interpretierende Anweisung, wie OWS funktionieren sollen und wie die Prüfungen und Analysen zu handhaben sind.

Die Rohrleitungspläne sind so gestaltet, dass ein OWS reibungslos arbeiten kann.

Dieser Plan ist für Konstrukteure des Schiffbaus und für Werften wichtig. Die Erfahrungen des Verfassers – weltweit – hat immer wieder gezeigt, dass der Einbau von OWS häufig falsch war und zu einer schlechten Funktion der OWS führte.

Jetzt ist die ISO gefordert, diese Norm bei der IMO anzubringen um eine Revision der MEPC 107(49) zu bewirken.

Damit wären wir einen Schritt weiter zu mehr „Meeres – Umweltschutz“. Weitere Schritte werden sicherlich folgen, denn die Technik für OWS Bilgewasser so zu reinigen, dass keine Kohlenwasserstoffe in die Meere gelangen, ist bereits auf mehreren Schiffen der Deutschen Marine erfolgreich eingebaut.

8. DIN-Mitteilung Mai 2021 zu ISO 21963:2020

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