^IF-Handbuch Industrieabwasser

Transkript

1 ^IF-Handbuch Industrieabwasser Lebensmittelindustrie 4. Auflage Ernst & Sohn A Wiley Company

2 IX Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der Verfasser Vorwort V VII 1 Einleitung 1 2 Anforderungen an die Abwasserreinigung Recht der Abwasserbeseitigung Rechtsquellen Europarecht Bundesrecht Landesrecht Kommunale Satzungen Zwischenstaatliche Abkommen Begriffe Abwasser Abwasserbeseitigung Abwasserbeseitigungspflichten ' Grundsatz Übertragung der Abwasserbeseitigungspflicht Rechtliche Anforderungen an das Einleiten von Abwasser Neuste Anforderungen nach 7a WHG Regelungsmöglichkeiten bei bestehenden Genehmigungen Umstellungen vorhandener Erlaubnisse ( 5 WHG) - Zum Verhältnismäßigkeitsgrundsatz Rechtliche Anforderungen an Bau und Betrieb von Abwasseranlagen Ausgangspunkt Begriffe Gebühren und Abgaben für die Abwasserbeseitigung Abwasserabgabe für Direkteinleiter Abgabepflicht Grundlagen der Festsetzung Das vorrangige Bescheidsystem Ermittlung der Abwasserabgabe außerhalb der Bescheidlösung Überschreitung der Überwachungswerte Investitionskostenverrechnung Abwassergebühren und -beitrage für Indirekteinleiter Kommunale Abgaben Beiträge Gebühren Grund- oder Mindestgebühren 30

3 Niederschlagswasser Starkverschmutzerzuschläge 31 3 Produktionsintegrierter Umweltschutz in der Lebensmittelindustrie Allgemeines Definitionen Additiver Umweltschutz Integrierter Umweltschutz Prozeßintegrierter Umweltschutz Produktionsintegrierter Umweltschutz Life Cycle Assessment als Bewertungsinstrument Innerbetriebliche Maßnahmen Allgemeines Bestandsaufnahmen Allgemeine Maßnahmen Änderung der Herstellungsverfahren 40 Literatur zu Kapitel Zuckerfabriken Allgemeines Produktionsverfahren Abwasser- und Schmutzfrachtanfall Produktionsintegrierter Umweltschutz Verfahrenstechnik der Abwasserbehandlung Rechtliche Rahmenbedingungen ' Verfahrenstechnik der Abwasserbehandlung Abwasserverregnung Teichverfahren Unbelüftete Teiche Belüftete Teiche, Kleinräumige Verfahren zur biologischen Abwasserbehandlung Hydrolyse Anaerobie Stickstoffeliminierung Seltener verwendete Verfahren Beispiele 59 Literatur zu Kapitel Stärkefabriken Allgemeines Wirtschaftliche Bedeutung und Entwicklung der Stärkeindustrie Stärke Rechtliche Situation Produktionsverfahren Technik der Stärkegewinnung Maisstärke 70

4 XI Weizenstärke Kartoffelstärke Technik der Produktion von Stärkeerzeugnissen Modifizierte Stärken Hydrolyse-Produkte/Verzuckerung Abwasser- und Schmutzfrachtanfall Maisstärke Weizenstärke Kartoffelstärke Stärke-Modifikation Stärke-Hydrolyse (Verzuckerung) Vermeidung von Umweltbelastungen Maisstärke Weizenstärke Kartoffelstärke Waschwasserkreislauf bei der Kartoffelwäsche Eiweißkoagulation Eindampfung Membranverfahren Stärke-Modifikation Stärke-Hydrolyse (Verzuckerung) Sonstige Verfahren zur Wertstoffgewinnung Energetische Verwertung Stoffliche Verwertung Kartoffelstärke Weizenstärke Verfahrenstechnik der Abwasserbehandlung Beispiele für prozeßintegrierte Maßnahmen und Abwasserbehandlung Energetische Verwertung Weizenstärkefabrik - Anaerobanlage mit Festbett-Methanreaktor Maisstärkefabrik - Anaerobanlage mit Wirbelbettreaktoren Landbauliche Verwertung Weizenstärkefabrik - Kombiniertes Verfahren zur stofflichen Verwertung und Abwasserreinigung Aerobe Abwasserreinigung Kartoffelstärke - Aerobstufe mit Membran-Biologie zur Waschwasserbehandlung 89 Literatur zu Kapitel Pektinfabriken Allgemeines Produktionsverfahren Abwasser- und Schmutzfrachtanfall Verfahrenstechnik der Abwasserbehandlung Beispiele Pektinfabrik in Kopenhagen, Dänemark Pektinfabrik in Redon (Ile-et-Vilaine), Frankreich Pektinfabrik in Großenbrode, Deutschland 97 Literatur zu Kapitel 6 99

5 7 Fabriken zur Gewinnung und Verarbeitung von Nahrungsfetten und -ölen Allgemeines Wirtschaftliche Bedeutung des Industriezweiges Begriffsbestimmungen Typische Stoffe Biochemie der Fette und Öle Physikalische Eigenschaften der Fette und Öle Abwassertechnischer Begriff lipophile Stoffe" Weitere umweltrelevante Einstufungen von pflanzlichen und tierischen Fetten und Ölen Produktionsverfahren zur Gewinnung, Raffination, Modifikation und Verarbeitung von Nahrungsfetten und -ölen Gewinnung der Rohfette und -öle Gewinnung von pflanzlichen Ölen und Fetten Gewinnung von Schlachttierfetten Raffination von Nahrungsfetten und -ölen Konventionelle Verfahren der Raffination Neue Verfahren der Raffination Modifizierung von Fetten und Ölen Verarbeitung von Nahrungsfetten und-ölen Margarineherstellung Sonstige Produkte Abwasser- und Schmutzfrachtanfall Abwasseranfall Abwasseranfall bei der Rohölgewinnung Abwassermengen aus der klassischen Raffination Abwasseranfall bei der Margarineherstellung ' Abwasserinhaltsstoffe und Schmutzfrachten Abwasser aus der Rohölgewinnung Abwasser aus der Raffination Abwasser aus der Margarineherstellung Prozeßintegrierter Umweltschutz Rechtliche Grundlagen für die Einführung des prozeßintegrierten Umweltschutzes Prozeßintegrierte Maßnahmen Prozeßintegrierte Maßnahmen bei der Rohölgewinnung Prozeßintegrierte Maßnahmen bei der Nahrungsfett-Raffination r Maßnahmen bei der Margarineherstellung Verfahrenstechnik der Abwasserbehandlung Anforderungen an die Qualität von abgeleitetem Abwasser Indirekteinleitung von Abwasser Direkteinleitungen von Abwasser Abwasservorbehandlung Physikalische Verfahren Chemische Verfahren Biologische Verfahren zur Vorreinigung Abwasserendbehandlung Aerob biologische Verfahren Anaerob biologische Verfahren 143

6 7.5.4 Umgang mit Abfällen aus der Produktion und Schlämmen aus der Abwasserbehandlung Produktionsspezifische Abfälle Schlämme aus der physikalischen Abwasserbehandlung Schlämme aus der chemisch-physikalischen Abwasserbehandlung Schlämme aus der biologischen Behandlung Beispiele für Maßnahmen zur Reduzierung von Abwassermengen und -frachten Beispiele für prozeßintegrierte Umweltschutzmaßnahmen Beispiele für Abwasserbehandlungsmaßnahmen Beispiele physikalischer Abwasservorbehandlungsanlagen Beispiel der betrieblichen biologischen Abwasserendbehandlung Beispiel der gemeinsamen biologischen Abwasserendbehandlung bei der Kommune 151 Literatur zu Kapitel Kartoffelveredelungsindustrie Allgemeines Produktionsverfahren Übersicht über die Bandbreite der Erzeugnisse der Kartoffelveredelungsindustrie, unterschieden nach den Produktionswegen Vorbehandlung der Kartoffeln Anlieferung/Lagerung Schälen Verarbeitung der vorbehandelten Kartoffeln Frischprodukte Trockenprodukte Bratprodukte Sterilisierte Produkte Abwasseranfall und Inhaltsstoffe Produktionsabwasser Kühlwasser : Reinigungswasser Sanitätsabwasser Schmutzfrachten, Innerbetriebliche Maßnahmen Abwasservorbehandlung Abwasserbehandlung Beispiele für Abwasserbehandlungsverfahren Übersicht Einzelbeispiele 169 Literatur zu Kapitel Industrielle Gemüse- und Obstverwertung Allgemeines Produktübersicht Produktionsverfahren Produktionslinien, Erzeugnislinien und Begriffsmerkmale 177

7 XIV Inhaltsverzeichnis Abwasser und Abfall verschiedener Produktionslinien Abwasserabfluß und Abwasserinhaltsstoffe Allgemeines Abwasserabfluß Abwasserinhaltsstoffe Produktbezogene spezifische Schmutzfrachten und Schmutzkonzentrationen Obst-und Gemüseverwertung Sauerkrautbereitung Maßnahmen zum produktionsintegrierten Umweltschutz Abwasserbehandlung Allgemeines Verfahrensmöglichkeiten der Abwasservorbehandlung Verfahrensmöglichkeiten der Abwasserbehandlung Beispiele für Abwasserreinigungsanlagen 196 Literatur zu Kapitel Schlacht- und Fleischverarbeitungsbetriebe Allgemeines Produktionsverfahren Schlachthöfe und Versandschlachtereien Fleischverarbeitende Industriebetriebe Fleischereien Fleischzerlegebetriebe Geflügelschlachtereien , Abwasseranfall und Inhaltsstoffe Spezifische Abwasseranfallmengen und Schmutzfrachten Maßnahmen des produktionsintegrierten Umweltschutzes Allgemeine Hinweise Spezielle Hinweise " Abwasservorbehandlung Allgemeine Hinweise Verfahrensmöglichkeiten und Verwertungsmöglichkeiten Rechen-und Siebanlagen Fettabscheider ~ Flotationsanlagen Ausgleichsanlagen Anlagen zur biologischen Teilreinigung Abwasserbehandlung Allgemeine Hinweise Verfahrensmöglichkeiten Kleinräumige biologische Verfahren Großräumige biologische Verfahren Anaerobe Verfahren Einzelbeispiele Betriebskläranlage der Großschlachterei Fa. Tummel (Gemeinde Schöppingen) Betriebskläranlage Duringer Fleischkontor 232

8 XV Abwasservorbehandlung für die Bauerngut Fleisch- und Wurstwaren GmbH in Könnern ' Anaerobe Abfallbehandlung des Schweineschlachthofes NFZ-Emstek/ Landkreis Cloppenburg Vorbehandlung eines Schlachthofes in Nordrhein-Westfalen Abwasservorbehandlungsanlage eines Schlachthofes in Sachsen-Anhalt 235 Literatur zu Kapitel Fischverarbeitung Allgemeines Produktionsverfahren Heringsverarbeitung Frischfischverarbeitung Frostfisch Räucherei Braterei Kochmarinaden Lachsersatzherstellung Abwasseranfall und Inhaltsstoffe Heringsverarbeitung Frischfischverarbeitung Räucherei Auftauhalle Feinkostverarbeitung Frosterei Lachsersatzherstellung Klassifizierung des Abwassers Beschaffenheit von Teilströmen Beschaffenheit des Mischwassers Produktionsintegrierter Umweltschutz Rechtliche Grundlagen für die Einführung des produktionsintegrierten Umweltschutzes Maßnahmen des integrierten Umweltschutzes Allgemeiner Betrieb Wasserleitungen, Armaturen Hof-und Fahrzeugreinigung Wasseraufbereitung Wärme- und Kälteerzeugung Reinigung der Produktionsanlagen und Betriebsräume Wassersparende Produktionsanlagen Verfahren zur Abwasservorbehandlung Allgemeines.' Rechen Siebe Fettabscheider Sedimentation Flotation Entspannungsflotation 248

9 XVI Inhaltsverzeichnis Elektroflotation Membranverfahren Biologische Verfahren Zusammenfassung Verfahren zur weitergehenden Behandlung des Abwassers Allgemeines Einstufige biologische Reinigung mit Belebungsverfahren Zweistufige biologische Reinigung mit Kunststofftropfkörper- Belebungsverfahren Einstufige biologische Reinigung für Mischabwasser Zweistufige Reinigung für Mischabwasser mit Kunststofftropfkörper- Belebungsverfahren ' Einsatz von technischem Sauerstoff Sonstige Verfahren Zusammenfassung Nährstoffelimination Abfälle bei der Abwasserreinigung Beispiele für Abwasserbehandlungsanlagen Kläranlage Cuxhaven Kläranlage Bremerhaven Feinkostfabrik in Hamburg 258 Literatur zu Kapitel Verarbeitung von Milch und Milchprodukten Allgemeines Produktionsverfahren Abwasseranfall und Abwasserinhaltsstoffe Produktionsintegrierter Umweltschutz Vorschläge für innerbetriebliche Maßnahmen zur Reduzierung der Abwassermenge ' Vorschläge für innerbetriebliche Maßnahmen zur Reduzierung der Schmutzfracht Verfahrenstechnik der Abwasserbehandlung Allgemeine Hinweise Neutralisation Misch-und Ausgleichsbecken Chemisch-physikalische Behandlung Aerobe biologische Behandlung Allgemeine Hinweise Biologische Teilreinigung in belüfteten Misch- und Ausgleichsbecken Belebungsanlage mit vorgeschalteter Denitrifikation Belebungsanlage mit simultaner Denitrifikation Belebungsanlage mit intermittierender Denitrifikation Sequencing-Batch-Reactor (SBR)-Verfahren Anaerobe Abwasserbehandlung 269

10 XVII 12.6 Beispiele Misch- und Ausgleichsbecken, z. T. gekoppelt mit chemisch-physikalischer Behandlung Belebungsanlage mit vorgeschalteter Denitrifikation SBR-Anlage Reststoffentsorgung - Klärschlamm 276 Literatur zu Kapitel Fruchtsaftfabriken, Erfrischungsgetränkeherstellung und Mineralbrunnen Allgemeines Entwicklung der Branche und wirtschaftliche Bedeutung Produkte Produktionsverfahren Herstellung von Fruchtsäften Herstellung von Erfrischungsgetränken und Mineralwasser Abwasser- und Schmutzfrachtanfall Fruchtsaftfabriken Erfrischungsgetränke-Industrie und Mineralbrunnen Produktionsintegrierter Umweltschutz Verfahrenstechnik der Abwasserbehandlung Abwasservorbehandlungsverfahren Physikalisch-chemische Verfahren der Abwasservorbehandlung Biologische (aerobe) Verfahren der Abwasservorbehandlung Biologische (anaerobe) Verfahren der Abwasservorbehandlung Abwasserbehandlungsverfahren Beispiele Anaerobe Vorbehandlungsanlage eines Indirekteinleiters aus der Fruchtsaft-Industrie Aerobanlage eines Indirekteinleiters aus der Fruchtsaft-Industrie Aerobanlage eines Direkteinleiters aus der Fruchtsaft-Industrie Neutralisationsanlage eines Indirekteinleiters aus der Erfrischungsgetränke-Industrie Aerobanlage eines Indirekteinleiters aus der Erfrischungsgetränke-Industrie Aerobanlage eines Direkteinleiters aus der Erfrischungsgetränke-Industrie Literatur zu Kapitel Brauereien und Malzfabriken Allgemeines Produktionsverfahren Malzbereitung Bierherstellung Abwasserabfluß und Inhaltsstoffe Malzfabriken Brauereien 327

11 XVIII Inhaltsverzeichnis 14.4 Abwassermengen und Schmutzfrachten Malzfabriken Brauereien Maßnahmen zum produktionsintegrierten Umweltschutz Malzfabriken Brauereien Sudhaus, Kühlhaus Gär- und Lagerkeller Filterkeller Entalkoholisierung Flaschenkeller und Faßkeller Abwasservorbehandlung für Brauereien Abwasserbehandlung Malzfabriken Brauereien Beispiele für Abwasserbehandlungs- und -Vorbehandlungsanlagen Malzfabriken Brauereien Aerobe biologische Verfahren Anaerobe biologische Verfahren 348 Literatur zu Kapitel Hefefabriken und Melassebrennereien Branchenübersicht Produktionsverfahren Allgemeines ; Verfahrenstechnik der Backhefeherstellung Verfahrenstechnik der Alkoholgewinnung aus Melasse Abwasseraufkommen und Abwasserbeschaffenheit Prozeßintegrierte Abwasservermeidung Verfahrenstechnik der Abwasserbehandlung Abwasservorbehandlung Physikalische Verfahren Eindampfung Hyperfiltration und Umkehrosmose Biologische Verfahren Beispiele Abwasserbehandlung der Fa. UNIFERM GmbH Co. KG, Monheim, BRD Abwasserbehandlung der Fa. Pakmaya, Izmit, Türkei 365 Literatur zu Kapitel

12 XIX 16 Wein- und Sektbereitung Allgemeines Produktionsverfahren Die alkoholische Gärung Grundlagen der Weinbereitung Grundlagen der Sektbereitung Abwasserfluß und Inhaltsstoffe Weinbereitung Sektbereitung Abwassermengen und Schmutzfrachten Weinbereitung Abwassermenge Schmutzfrachten Sektbereitung Abwassermenge Schmutzfrachten Innerbetriebliche Maßnahmen zur Reduktion von Abwassermengen und Schmutzfrachten Allgemeine Maßnahmen ' Lese und Traubenverarbeitung Most- und Weinausbau Flaschenreinigung und -abfüllung Faßkonservierung Kühlprozesse Abwasser-Recycling Abwasservorbehandlung Die mechanische Reinigung Siebfangkörbe Bogensiebe Trommelsiebe Neutralisation Chemische Neutralisation Die biogene Neutralisation Abwasserbehandlung Kommunale Entsorgung Landbauliche Verwertung Innerbetriebliche Behandlung Beispiele für aerobe biologische Verfahren Beispiele für anaerobe biologische Verfahren Naturnahe Reinigungsverfahren 418 Literatur zu Kapitel Brennereien und Spirituosenbereitung Allgemeines und Begriffsbestimmung Vorbemerkungen Brennereien Spirituosenherstellungsbetriebe 425

13 XX Inhaltsverzeichnis 17.2 Produktionsverfahren Grundlagen der Alkoholerzeugung Physikalische und chemische Werte Produktionsverfahren der Brennerei Spirituosenherstellung Abwasserarten und -mengen Waschwasser Dämpf- oder Fruchtwasser Schlempen Lutterwasser Reinigungswasser Kühlwasser Abwasserkonzentration Waschwasser Schlempen Lutterwasser Reinigungswasser Kühlwasser Produktionsintegrierter Umweltschutz Schlemperückführung Kreislaufführung des Kühlwassers Nutzung erwärmten Kühlwassers Einsatz von Edelstahlwerkstoffen Abwasserbehandlung Allgemeinesund Geltungsbereich Aufbringung auf landwirtschaftlichen Nutzflächen Ableitung von Schlempe in die Kanalisation Anaerobe Behandlung Beispiele für die Behandlung von Schlempe Nutzung von Brennereischlempe als Kohlenstoffquelle bei der biologischen Denitrifikation von Abwasser Mitbehandlung von Schlempe in kommunalen Faulbehältern (Beispiel: Abwasserzweckverband Bühl und Umgebung") Schwach belastete Biogasanlage (Beispiel: Brennerei Spradau) Schlammbettreaktor (Beispiel: Behandlung von Grappa-Wein-Vinasse) 437 Literatur zu Kapitel Süßwarenindustrie Allgemeines Historische Entwicklung und Definitionen/Produktgruppen Historische Entwicklung Definition Süßwaren Roh- und Hilfsstoffe/Produktgruppen Wirtschaftliche Bedeutung der Süßwarenindustrie Produktionsverfahren 445

14 XXI 18.5 Abwasseranfallstellen und Abwasserzusammensetzung Produktionsabwasser Zusammensetzung und spezielle Größen bestimmter Produktionsabwässer Sonstige Abwässer aus Betrieben der Süßwarenherstellung Innerbetriebliche Vermeidungs- und Verminderungsmaßnahmen Notwendigkeit der innerbetrieblichen Erfassung und Bewertung von Abwasserteilströmen Vermeidungs- und Verminderungsmaßnahmen Allgemeine Vorbemerkungen Allgemeiner Produktionsablauf Wasserleitungen, Armaturen... \ Wasseraufbereitung WärmeVKälte-Erzeugung Reinigung der Produktionsanlagen und Betriebsräume Beispiel zur Effizienz der Umsetzung innerbetrieblicher Maßnahmen Beispiel zur Frachten-Minderung durch innerbetriebliche Maßnahmen Behandlungsverfahren Vorbemerkung Vorbehandlungsverfahren/Reinigungstechnologien Abscheidung ungelöster Stoffe Biologische Verfahren Einsatz biologischer Produkte/Enzyme Chemische Verfahren/Neutralisation Beispiel einer Anaerob-Anlage zur Vorbehandlung des Abwassers aus der Fruchtgummi-Herstellung ' Beispiel für eine anaerobe Vorbehandlungsanlage eines Süßwaren-Herstellers Vorbemerkung Beschreibung der großtechnischen Anaerob-Aerob-Anlage Darstellung und Bewertung der Betriebsergebnisse Kosten und Wirtschaftlichkeit 467 Literatur zu Kapitel Sachverzeichnis 471