Direkt- oder Indirekteinleitung von Industrieabwasser Behandlungsverfahren für die Nahrungsmittelindustrie
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- Sebastian Pfaff
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1 1 Direkt- oder Indirekteinleitung von Industrieabwasser Behandlungsverfahren für die Nahrungsmittelindustrie
2 2 Inhalt: Definition Indirekteinleiter Direkteinleiter Gesetzliche Vorgaben in Deutschland Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Behandlungsverfahren für Direkteinleiter
3 3 Definition Indirekteinleiter Industrieunternehmen, die ihr Abwasser in ein öffentliches Kanalnetz zur Behandlung in der kommunalen Kläranlage einleiten
4 4 Definition Direkteinleiter Industrieunternehmen, die ihr Abwasser in einer betriebseigenen Kläranlage reinigen und in einen Vorfluter einleiten
5 5 Gesetzliche Vorgaben in Deutschland Für Indirekteinleiter: Anschluss- und Benutzerzwang in den Ortssatzungen geregelt (Kommunalrecht) Anforderungen bei Einleitung gefährlicher Stoffe in Indirekteinleiterverordnung geregelt (Landesrecht)
6 6 Gesetzliche Vorgaben in Deutschland Für Indirekteinleiter der Nahrungsmittelindustrie relevante Parameter: Temperatur <35 Celsius ph-wert 6,0 10,0 Absetzbare Stoffe Fett 1 ml/l (biologisch nicht abbaubare) 10 ml/l (biologisch abbaubare) 100 mg/l Weitere Parameter, auch gefährliche Stoffe, je nach Produktionsbetrieb
7 7 Gesetzliche Vorgaben in Deutschland Für Indirekteinleiter Wozu dienen diese Regelungen? Dem Schutz des Betriebs der Kanalisation Dem Schutz des Materials der Kanalisation und der Kläranlage Dem Schutz des Betriebs der Kläranlage
8 8 Gesetzliche Vorgaben in Deutschland Für Direkteinleiter Wasserhaushaltsgesetz (Bundesrecht) mit Regelungen für die verschiedenen Industriebereiche
9 9 Gesetzliche Vorgaben in Deutschland Für Direkteinleiter der Nahrungsmittelindustrie vorgeschriebene Grenzwerte: CSB BSB 5 NH 4 -N P ges 110 mg/l 25 mg/l 10 mg/l 2 mg/l Außerdem gelten die gesetzlichen Grenzwerte für die Einleitung gefährlicher Stoffe!
10 10 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Mechanische und chemisch-physikalische Verfahren: Neutralisation Siebverfahren Misch- und Ausgleichsbecken Fällung / Flockung Sedimentation Flotation
11 11 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Neutralisation Jedes unnötige Neutralisieren erhöht die Salzbelastung des Abwassers Deshalb: Mineralsäuren: neutralisieren Organische Säuren: biologisch leicht abbaubar Laugen: werden durch CO 2 -Produktion im biologischen Reinigungsverfahren neutralisiert!
12 12 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Siebverfahren Siebe sind wirkungsvoller als Rechen kleine Lochdurchmesser (1 1,5 mm) verstopfen weniger als größere (2 3 mm) Vorsicht bei weichen abbsiebbaren Stoffen!
13 13 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Misch- und Ausgleichsbecken zum Ausgleich schwankender Volumenströme als Speicherbecken mit wechselndem Wasserspiegel und Abwasservolumen zum Ausgleich von Konzentrationsschwankungen als Ausgleichsbecken mit ständig gleichbleibendem Abwasservolumen nicht miteinander kombinierbar!
14 14 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Misch- und Ausgleichsbecken gute Belüftung erforderlich, um Anfaulen des Abwassers zu vermeiden Belüftung auf mindestens 50 % BSB-Eliminierung auslegen
15 15 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Fällung / Flockung bei organisch belasteten Abwässern in der Regel nicht sinnvoll bei nachgeschalteter biologischer Reinigung Möglichst nur in der Metall- und artverwandten Industrie anwenden!
16 16 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Sedimentation Sedimentation nur einsetzen bei sehr gut absetzbaren Stoffen kurze Durchflusszeiten keine negativen Auswirkungen (Anfaulen, erschwerte biologische Behandlung, Geruch)
17 17 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Flotation sinnvoll bei Fett, Öl, Eiweißflocken (auch zur Wertstoffrückgewinnung aus dem Abwasser) bester Wirkungsgrad bei Entspannungsflotation (teuer!) zur Abscheidung leicht flotierbarer Stoffe (Fett, Schlachtabfälle, Federn) Einsatz einer preiswerten mechanischen Flotation möglich
18 18 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Mögliche Einsatzziele: Vorbehandlung zur Indirekteinleitung Reinigung zur Direkteinleitung Reinigung zur Rezirkulation
19 19 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren generelle Unterscheidungen: suspendierte Biomasse (Belebungsverfahren) fixierte Biomasse (Festbettreaktor) aerobes Verfahren anaerobes Verfahren
20 20 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren alle Verfahren sind altbewährt ständige Entwicklung neuer Untervarianten als großer Fortschritt Aber: Die Gesetzmäßigkeiten der biologischen Abbaukinetik sind immer gleich. Zaubern kann keiner!
21 21 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Verfahrensaufteilung nach: Art des Stoffwechsels Art des Wachstums Prozesstemperatur Jedes dieser Kriterien hat entscheidenden Einfluss auf Reaktorbauweise, Reaktorgröße, Energieverbrauch und anfallende Schlammmenge
22 22 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Art des Stoffwechsels: aerobe Verfahren organische Stoffe werden oxidiert zur Deckung des Energiebedarfs werden im Energiestoffwechsel organische Stoffe z.t. in anorganische Endprodukte (CO 2, H 2 O, NO 3 ) umgewandelt im Baustoffwechsel wird neue Zellsubstanz gebildet in der Regel nur eine Bakteriengruppe mit einem Abbauschritt
23 23 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Art des Stoffwechsels: anaerobe Verfahren Abbau organischer Stoffe ohne Zufuhr von Sauerstoff am Abbau beteiligt sind 3 Bakteriengruppen in 4 Abbauschritten:
24 24 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Art des Stoffwechsels: anaerobe Verfahren 1. Hydrolyse 2. Bildung von organischen Säuren, Alkoholen, Aldehyden, CO 2, H 2 3. Bildung von Essigsäure 4. Bildung von Methan und CO 2
25 25 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Art des Wachstums suspendiertes Wachstum (einzelne, frei schwimmende Zellen oder Bakterienflocken) Wachstum auf Trägermaterial
26 26 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Prozesstemperatur Die Erhöhung der Prozesstemperatur bis zu einem bestimmten Optimum beschleunigt die biochemischen Umsetzungsprozesse mesophiler Bereich (bis 40 C) thermophiler Bereich (über 40 C)
27 27 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Aerobe Verfahren: suspendiertes Wachstum (Belebungsverfahren) Bemessung nach der Schlammbelastung Grenzen des Verfahrens: Schlammbelastung, Sauerstoffversorgung, Turbulenz, Temperatur Problem der Prozessstabilität (Blähschlamm, Stoßbelastungen) zur Vorbehandlung: Hochlastverfahren für Direkteinleiter: niedrige Schlammbelastung im Stabilisierungsbereich
28 28 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Aerobe Verfahren: Wachstum auf Trägermaterial (Festbettverfahren) Kunststofftropfkörper Bemessung nach der Raumbelastung auf verstopfungsfreies Trägermaterial achten Überschussschlamm kann abgesiebt werden Tauchkörper drehende oder feststehende Tauchkörper Bemessung nach der Raum- oder Flächenbelastung
29 29 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Anaerobe Verfahren Vielfach angewendet bei Betrieben mit organisch stark belasteten Abwässern wegen der verschiedenen, aufeinander aufbauenden Stoffwechselschritte ist ein störungsfreier Betrieb nur möglich, wenn die jeweiligen Stoffwechselschritte mit gleicher Geschwindigkeit nacheinander ablaufen
30 30 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Anaerobe Verfahren der sensible Abbauprozess muss für einen störungsfreien Betrieb durch eine je nach Abwasserzusammensetzung unterschiedliche Prozesstechnik optimiert werden
31 31 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Anaerobe Verfahren ohne Vorversäuerung mit Vorversäuerung ohne Biomassenanreicherung mit Biomassenanreicherung Abtrennung und Rückführung - intern - extern Aufwuchs - auf festem Trägermaterial - auf beweglichem Trägermaterial Aggregation (Pellets, Granulars)
32 32 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Anaerobe Verfahren einem anaeroben Reinigungsverfahren ist bei Direkteinleitung immer ein aerobes Verfahren nachzuschalten
33 33 Zusammenfassung Definition und gesetzliche Vorgaben Indirekteinleiter Direkteinleiter Chemisch-physikalische Vorbehandlungsverfahren Biologische Vorbehandlungs- und Reinigungsverfahren
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