ÜTP-Handbuch. Industrieabwasser. Grundlagen. 4. Auflage. Ernst & Sohn A Wiley Company

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1 ÜTP-Handbuch Industrieabwasser Grundlagen 4. Auflage Ernst & Sohn A Wiley Company

2 IX Inhaltsverzeichnis Verzeichnis der Verfasser Vorwort V VII 1 Einleitung 1 2 Wasser Bestandteile des Wassers Sauerstoff Wasserstoff Bildung von Wasser Vorkommen von Wasser Struktur des Wassers Eigenschaften des Wassers Wasser als Lösungsmittel Dissoziation von Wasser Wasserstoffperoxid Wasser als Lebensraum 17 Literatur zu Kapitel Abwasser Industrielle Wasserwirtschaft Wasseraufkommen in der Industrie Wassernutzung in der Industrie Mehrfachnutzung von Wasser in der Industrie Industrieller Abwasseranfall Schmutzwasser Sozialwasser Abwasser aus der Wasseraufbereitung Kühlwasser Regenwasser Löschwasser Abwasserableitung Industrieller Gewässerschutz Schutzziele des Gewässerschutzes Sauerstoffhaushalt 28

3 Inhaltsverzeichnis Trinkwasser Eutrophierung Produktbezogener Gewässerschutz Additiver Gewässerschutz Einleiterstatus Anorganisch belastete Abwässer Organisch belastete Abwässer Anorganisch und organisch belastete Abwässer Intergrierter Gewässerschutz Entscheidungskriterien Kostenstrukturen Verfahrenssicherheit Absicherung in der Produktion Schmutzwasser Kühlwasser Niederschlagswasser Löschwasser Flankierende Maßnahmen Verfahrenssicherheit Planung Verfahren Anlagentechnik Einflüsse von außen Beurteilung Abwassermenge Abwasserinhaltsstoffe Kontinuierliche Analytik Diskontinuierliche Analytik Statistische Gesichtspunkte Probenahme Analytik Beurteilungskriterien 43 Literatur zu Kapitel Rechtliche Grundlagen Einführung in das Wasserrecht Wasserhaushaltsgesetz Abwasserabgabe Landeswassergesetze Erfolgreich recherchieren Novelle des Wasserhaushaltsgesetzes Überblick Verwaltungsvorschriften - Verordnungen, Anforderungsniveau Stand der Technik" Verhältnismäßigkeitsprinzip Anforderungen an Abwasseranlagen Anforderungen nach 7a WHG Anforderungen an Indirekteinleiter Technische Regeln 59

4 Inhaltsverzeichnis XI 4.4 Umgang mit wassergefährdenden Stoffen Betriebsbeauftragter für Gewässerschutz (GSB) Aufgaben des GSB Qualifikation des GSB Pflichten des Betreibers, Rechte des GSB Europäisches Wasserrecht EG-Gewässerschutzrichtlinie EG-Richtlinie Kommunalabwasser IVU-Richtlinie Wasserrahmenrichtlinie EG-Öko-Audit-Verordnung Internationale Vereinbarungen..' 67 Literatur zu Kapitel Integrierte Maßnahmen Einleitung Grundlagen Reaktionen allgemein Grundstoff-und Produktgüterindustrie Investitions- und Verbrauchsgüterindustrie Möglichkeiten der Verfahrensüberarbeitung Integrierter Umweltschutz Produktionsintegrierter Umweltschutz Praxisbeispiele aus der chemischen Industrie Herstellung von Acetylen Herstellung von 4-Aminodiphenylamin ' Salzsäure aus einem Nebenprodukt Reststoffverwertung im Verbund zweier Werke Prozeßintegrierter Umweltschutz Herstellung organischer Spezialchemikalien auf Basis natürlicher Rohstoffe Herstellung von Adipinsäure Industrielackierung von Werkstücken Metalloberflächenentfettung Wassersparende Maßnahmen in der Textilindustrie in Stahlwerken in der Galvanotechnik Verchromung stark beanspruchter Oberflächen Aufbringen galvanischer Zinküberzüge Voraussetzungen und Entscheidungskriterien zur Umsetzung des intergrierten Umweltschutzes 91 Literatur zu Kapitel 5 92

5 XII Inhaltsverzeichnis 6 Additive Maßnahmen Abwassertrennung Dezentrale Maßnahmen Sonderbehandlung Vorbehandlung Zentrale Maßnahmen Gemeinsame Behandlung von Industrie-und Kommunalabwasser Indirekteinleiter Direkteinleiter Sonderentwicklungen Erhöhte Biomassenkonzentration Abgedeckte Kläranlagen Absicherungskonzepte 101 Literatur zu Kapitel Verfahrenstechniken zur Elimination von Abwasserinhaltsstoffen Elimination ungelöster Stoffe Trennung fest/flüssig durch statische Verfahren Sedimentation Aufschwimmen Flotation Eindickung Maschinelle Verfahren Konditionierung Zentrifugation Filtration Thermische Verfahren Folgeprobleme Elimination kolloid gelöster Stoffe Chemie und Physik kolloider Systeme EntStabilisierung Flockung.' Weitere Aufarbeitung Elimination gelöster Stoffe Wasser als Lösemittel Löslichkeit anorganischer Stoffe Löslichkeit organischer Stoffe Eliminationsverfahren Chemische Verfahren Physikalische Verfahren Biologische Verfahren Weitere Aufarbeitung 130 Literatur zu Kapitel Chemische Verfahren der Abwassertechnik Neutralisation Praktische Anwendung und Zielsetzung Theoretische Grundlagen 134

6 Inhaltsverzeichnis ph-wert Ein- und mehrprotonige Säuren Puffersysteme ph-wert-berechnung Probleme des Verfahrens Diskontinuierliche Neutralisation Kontinuierliche Neutralisation Apparate und Materialien Chemikalien Neutralisation saurer Abwässer Neutralisation basischer Abwässer Meß-und Regeltechnik Indikatoren / Potentiometrische Messung Fällung Theoretische Grundlagen Löslichkeitsprodukt ph-abhängigkeit des Löslichkeitsproduktes Flockung Probleme des Verfahrens Erkennen von Störungen Anorganische Störstoffe Organische Störstoffe Probleme bei der Feststoffabtrennung Problemlösungen Fällung von Kationen Fällung von Anionen Verfahrenstechnik Anwendungsbeispiel Redox-Reaktionen Theoretische Grundlagen Oxidationszahlen Formulierung von Redoxgleichungen Disproportionierung.. : Komproportionierung Elektrochemische Spannungsreihe Oxidation Oxidation bei Temperaturen unter 100 C Praktische Anwendung und Zielsetzung Oxidationsmittel Oxidation von Komplexbildnern Naßoxidation unter Druck und erhöhter Temperatur Geschichtliche Entwicklung der Naßoxidation Verfahrenstechnik und Wirkungsweise Betriebsbedingungen bei verschiedenen Anwendungen Vergleich der Naßoxidation mit anderen Abwasserreinigungsverfahren Kosten der Naßoxidation Naßoxidation im überkritischen Bereich Abwasserverbrennung Abwasserverbrennungsanlage im Bayerwerk Brunsbüttel 206

7 XIV Inhaltsverzeichnis Abwasserverbrennungsanlage im Bayerwerk Leverkusen Kondensationselektrofilter Reduktion Praktische Anwendung und Zielsetzung Anwendungsbeispiele Chemische Reduktion von Anionen Chemische Reduktion von Kationen Chemische Reduktion organischer Verbindungen Elektrochemische Reduktion Verfahrenstechnik Konti-Anlagen Chargenanlagen, 218 Literatur zu Kapitel Physikalische Verfahren der Abwassertechnik Mechanische Trennverfahren Flockung Zielsetzung Grundlagen Verfahrenstechnik der Flockung Sedimentation Zielsetzung Grundlagen Ausführungen und Anwendungsbeispiele Flotation Zielsetzung Grundlagen Ausführungen und Anwendungsbeispiele : Filtration und Zentrifugation Zielsetzung Grundlagen Ausführungen und Anwendungsbeispiele Raumfiltration Zielsetzung Grundlagen Ausführungen und Anwendungsbeispiele Aufkonzentrierung durch Phasengleichgewichtseffekte Phasengrenze Gas (Dampf)/Wasser ^ Eindampfung Destillation und Rektifikation Strippung Aufkonzentrierung durch die fluide Phasengrenze Physikalische Extraktion Reaktivextraktion Technik der Flüssig-flüssig-Extraktion Abwasseraufarbeitung mittels Extraktion Flüssig-Membran-Permeation Trennung flüssiger Dispersionen Anwendung der TrennungflüssigerDispersionen Resümee Aufleonzentrierung durch die Phasengrenze Feststoff/Wasser 331

8 Inhaltsverzeichnis XV Adsorption Ionenaustausch Abwasseraufbereitung durch Membranverfahren Ultrafiltration und Mikrofiltration Grundlagen Anwendungsbeispiele Umkehrosmose und Nanofiltration Grundlagen Anlagenauslegung, Modulanordnung Anwendungsbeispiele Elektrodialyse Grundlagen Auslegung von Elektrodialyse-Anlagen Anwendungen 406 Literatur zu Kapitel Biologische Verfahren der Abwasserreinigung Einleitung Stöchiometrie und Kinetik Stöchiometrie und wahre Ertragskoeffizienten Bakterienwachstum, Erhaltungsstoffwechsel, Bakterienlysis Wachstum, Limitierung und Inhibierung Aerober Abbau organischer Schadstoffe Denitrifikation durch heterotrophe Bakterien Anaerober Abbau organischer Schadstoffe Notifikation Methoden zur Untersuchung der Kinetik Überblick Auswertungsbeispiel Reaktoren und Reaktorsysteme Berechnungsmöglichkeiten ' Reaktoren, Reaktorsysteme Beispiele für Ausführungsformen Reaktoren in Hochbauweise Zweiphasige Wirbelschichtreaktoren Biologische Teilstrombehandlung Ausblick 444 Literatur zu Kapitel Sachverzeichnis 451