Vorwort 5. 1 Wasserbedarf in der Ernährungsindustrie (J. Tietze) Marktbedeutung der Ernährungsindustrie in Deutschland 14

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1 Inhaltsverzeichnis Vorwort 5 1 Wasserbedarf in der Ernährungsindustrie (J. Tietze) Marktbedeutung der Ernährungsindustrie in Deutschland Umsatzzahlen der Ernährungs- und Futtermittelindustrie Anzahl der Betriebe der Ernährungs- und Futtermittelindustrie Wasserverbrauch in ausgewählten Branchen der Ernährungs- 17 und Futter mittelindustrie Milchindustrie Fleischindustrie Futtermittelindustrie Fischindustrie Getränkeindustrie Zusammenfassung Aufteilung des Wasserverbrauchs einer Grossbrauerei Wasser als Position der variablen Kosten in einer mittelständischen 26 Brauerei 1.5 Anmerkungen zum verwendeten Daten- und Zahlenmaterial 28 2 Gesetzgebung Umweltrecht (M. Sonntag) Grundbegriffe Umweltrecht Entstehung Bereiche des Umweltrechts Schutzgegenstände Grundprinzipien Rechtsschutz im Umweltrecht 34

2 Inhaltsverzeichnis Rechtsschutz im Verwaltungsverfahren Rechtsschutz durch die Verwaltungsgerichte Gewässerschutzrecht Rechtsgrundlagen Wasserhaushaltsgesetz Trinkwassergesetzgebung (I. Schmittnägel) Was ist Trinkwasser? Trinkwasser-Recht Die Trinkwasserverordnung 2001 in der Fassung 41 vom 5. Dezember Mikrobiologische Anforderungen Chemische Anforderungen Weitere Regelungen Fazit Lebensmittelrecht (I. Schmittnägel) Einleitung Natürliches Mineralwasser, Quellwasser und Tafelwasser Rückblick auf die rechtliche Entwicklung für natürliches 52 Mineralwasser, Quell wasser und Tafelwasser Mineralwasser Quellwasser Tafelwasser Trinkwasser Heilwasser Schlussfolgerungen Abwasserrecht (A. Ahrens) Nationale Regelungen Direkteinleitung 64

3 Inhaltsverzeichnis Indirekteinleitung Begleitende nationale Regelungen Einfluss des EU-Rechts auf das Abwasserrecht Abwasser-Richtlinie 91/271/EGW Richtlinie 2010/75/EU über Industrieemissionen 67 (Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung) Regelwerke zu Abwasser aus der Getränkeindustrie 67 3 Inhaltsstoffe und Belastungen in Wasser Organische Stoffe (J. Türk, T. Letzel) Organische Moleküle im Wasser Natürlich vorkommende Moleküle Industriell eingesetzte Chemikalien Landwirtschaftlich eingesetzte Chemikalien Häuslich eingesetzte Chemikalien Anorganische Stoffe (C. Nörpel) Eisen und Mangan Bor Alkalimetalle Erdalkalimetalle Halogene Schwermetalle (C. Nörpel) Antimon (SB) Arsen (As) Blei (Pb) Cadmium (Cd) Quecksilber (Hg) Radionuklide (C. Nörpel) 92

4 Inhaltsverzeichnis Uran (U) Radon (Rn) 92 4 Trinkwasseraufbereitung Physikalische Verfahren (C. McHardy, M. Verhülsdonk) Filtration Oberflächenfiltration und Tiefenfiltration Druckbetriebene Schnellfilter Praktische Grundlagen Theoretische Grundlagen Membranverfahren Anwendungsbereiche Mikro- und Ultrafiltration Nanofiltration und Umkehrosmose Limitierende Faktoren für den Betrieb Kennzahlen Scaling/Fouling Chemische Verfahren (C. Nörpel) Enteisenung Entmanganung Entarsenierung Entsäuerung Entsalzung Entgasung Adsorptive Verfahren (D. Scheu) Ionenaustausch Einsatz von Ionenaustauschern Aufbau und Funktion eines Ionenaustauschers Sanitisierung eines Ionenaustauschers 123

5 Wasserbedarf in der Ernährungsindustrie Zusammenhang der Ionenzusammensetzung Praktisches Beispiel: Auslegung einer Enthärtungsanlage Aktivkohle Herstellung Adsorption Typische Kontaminanten zur Adsorption an Aktivkohle Adsorptionsgleichgewicht Adsorptionskapazität Ablauf der Adsorption im Aktivkohlefestbett Aufbau eines Aktivkohle filters Auslegung eines Aktivkohlefilters Rückspülung und Reaktivierung von Aktivkohle Praktisches Beispiel: Auslegung eines Aktivkohlefilters 135 zur Entchlorung 4.4 Pumpentechnologie (M. Keller) Allgemeines Geschichtliches Einteilung der Pumpen Pumpenkennlinien Anlagenkennlinie Auswahl der richtigen Pumpe Pumpenantrieb und Drehzahlregelung Gesamtwirkungsgrad Desinfektion (H. Evers, U. Behmel, M. Becker) Chemische Desinfektion Ozon Konventionelle Ozonierung Neue Verfahren der Ozonierung Unerwünschte Nebenprodukte Chlor 157

6 Wasserbedarf in der Ernährungsindustrie Wirkungsweise von Aktivchlorprodukten Natrium-Hypochlorit Annolyte IMECA -Verfahren als Beispiel Keimreduktion und D-Werte Einfluss der Temperatur (z-wert) Chlordioxid Eigenschaften von ClO 2 als Desinfektionsmittel Rektion mit anorganischen und organischen 163 Wasserinhaltsstoffen Konzentrationen Einsatzgebiete Anwendung von Chlordioxid in sehr weichen Wässern Die Ausführung von Chlordioxid-Anlagen Chlorit-Chlor-Verfahren Chlorit-Salzsäure-Verfahren Chlorit-Peroxodisulfat-Verfahren Analytik Chemisch-Physikalische Verfahren Thermische Verfahren Mechanische Verfahren Desinfektion mit UV Die Erzeugung von UV-Strahlung Einflüsse auf die Desinfektion mit UV Ausführung einer UV-Anlage Auslegung einer UV-Desinfektionsanlage Anwendungen Reinigung und Desinfektion Wirkstoffe Praxisbeispiele von Reinigungsprozessen Oberflächendesinfektion mit Ozon 178

7 Wasserbedarf in der Ernährungsindustrie Korrosionseinfluss durch Desinfektionsmittelreste im Haftwasser Einfluss von oxidierenden Desinfektionsmitteln auf Getränke Chlor Ozon und Chlordioxid ClO 2 in Brauwasser und Verdünnungswasser Einfluss von Oxidantien auf Zitronenaroma Peressigsäure, H 2 O Probleme und Maßnahmen Biofilme Eigenschaften, Detektion und Visualisierung 185 (M. Wagner, H. Horn) Was sind Biofilme? Biofilme sichtbar machen Online Messung der Biofilm-Dicke mittels DEPOSENS Biofilm-Sensor Vorstellung des Probenahmeports DEPOTRAP Offline Analyse der Biofilm-Struktur Fazit Rohrleitungsdesign (J. Hofmann) Werkstoffe Oberflächen Fertigung von Rohren Schweißen von Rohrleitungen Rohrleitungsplanung Kennzeichnung von Rohrleitungen Reinigung Ausblick für die Praxis Fazit Abwasserbehandlung in der Getränkeindustrie (B. Helmreich) Physikalisch-chemische Verfahren Rechen und Siebe Sedimentation 208

8 Wasserbedarf in der Ernährungsindustrie Flotation Neutralisation Misch- und Ausgleichsbecken Fällung und Flockung Biologische Verfahren Allgemeines Aerobe Verfahren Grundlagen Anlagen mit suspendierter Biomasse (Belebungsverfahren) Aerobe Verfahren mit sessiler Biomasse Anaerobe Abwasserreinigung Grundlagen Verfahren ohne Biomasseanreicherung Verfahren mit Biomasseanreicherung Abluft- und Biogasbehandlung Verwertung von Biogas Vergleich aerobe und anaerobe Verfahren Kombinierte Verfahren Wasserkreisläufe und Wasserfußabdruck (K. Glas, T. Buscham) Brauchwassergewinnung Einleitung Aufbereitung des Abwassers Anlagenwirtschaftlichkeit Wasserfussabdruck Grundlagen des Wasserfußabdrucks Der Wasserfußabdruck am Beispiel der Bierproduktion Ausblick für den Wasserfußabdruck in der 238 Brau- und Getränkebranche