Leichtstoffabscheideanlagen zur Behandlung von mineralölhaltigem Abwasser

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1 1 Leichtstoffabscheideanlagen zur Behandlung von mineralölhaltigem Abwasser Autor: Dr. Ronald Möhlenbrock, TÜV Bayern Hessen Sachsen Südwest e.v., Dudenstr. 28, Mannheim Allgemeines Abwasservorbehandlungsanlagen sind Bestandteile von Grundstücksentwässerungseinrichtungen. Zur Vorbehandlung von Regen- und Schmutzwasser, das durch mineralölhaltige Leichtflüssigkeiten (Benzine, Diesel- und Heizöle, Filteröle und dgl.) verunreinigt ist (mineralölhaltigem Abwasser) stehen Abwasserbehandlungsverfahren zur Verfügung, welche mittels physikalisch und/oder chemischer Verfahren die abwasserbelastenden Inhaltsstoffe reduzieren oder ausgleichen. Dies ist notwendig, um die öffentlichen Abwasseranlagen (Kanal, Kläranlage) sowie die Gewässer und das Grundwasser zu schützen, und den Klärschlamm von Schadstoffen zu entlasten. Die Abwasserbehandlungsverfahren sollen mit möglichst geringem technischen Aufwand die notwendigen Anforderungen erfüllen. Bei Einhaltung gewisser Randbedingungen kann anfallendes mineralölhaltiges Abwasser in einer Abscheideranlage nach DIN 1999 behandelt werden. Ist die Entstehung von chemischen Emulsionen im Abwasser nachweislich unvermeidbar, wird das anfallende Abwasser einer weitergehenden Behandlung unterzogen. Dies ist z. B. dann der Fall, wenn ein Verzicht auf Reinigungsmittel/ Hilfsstoffe nicht möglich ist und abscheidefreundliche Mittel für diesen Anwendungszweck untauglich sind. Die mechanische Reinigung mineralölhaltiger Abwässer in Abscheideranlagen ist nur dann ausreichend, wenn die Kohlenwasserstoffe nicht in chemisch emulgierter Form vorliegen. Liegen sie chemisch emulgiert (gelöst oder kolloidal) vor, wird das Abwasser in Emulsionstrennanlagen behandelt, denen Abscheideranlagen vorgeschaltet sind. Abscheideranlagen werden in der Regel als Fertigbauteile nach DIN 1999 hergestellt, eingebaut und betrieben. Sie können aus folgenden Bausteinen bestehen: - Schlammfang - Benzinabscheider - Koaleszenzabscheider - Probenahmeschacht - Zuleitungen, Ableitungen, Verbindungsleitungen, Schächte (z.b. Verbindungs-, Sammelschächte) - Nebenanlagen (soweit erforderlich). Schlammfang (S) Der Schlammfang bewirkt das Absetzen (Sedimentation) der im Abwasser enthaltenen ungelösten Stoffe, wie z.b. Sand und Schlamm und schützt die nachgeschalteten Abwasseranlagen vor Störungen durch Schlammeintrag. Der Sedimentationsvorgang wird durch die Schlammfangoberfläche bestimmt und durch Kurzschlussströmungen gestört. Grundsätzlich muss der Schlammfang

2 2 spätestens dann entleert werden, wenn 50% des Nutzinhalts mit Schlammgefüllt sind. Eine Beschickung des Schlammfangs von oben, z.b. durch Gitterrostabdeckung ist nicht zulässig. Das von den Feststoffen gereinigte Abwasser fließt nachfolgend in den Abscheider. Benzinabscheider (B) Im Benzinabscheider steigen die abwasserbelastenden Leichtstoffe wie z.b. Kraftstoffe, Motorenöle und Schmierstoffe an die Oberfläche auf. Die Dichte dieser Leichtflüssigkeiten, die Abwassertemperatur, die Abwassermenge sowie der Anteil an Hilfsstoffen/Reinigungsmitteln beeinflussen die Abscheidewirkung wesentlich. Der selbsttätige Abschluss, in der Regel am Ablauf des Abscheiders (Schwimmer mit Ventilteller), dient als Sicherheitseinrichtung und darf nicht manipuliert werden! Der Schwimmer ist auf die Dichte der abzuscheidenden Leichtflüssigkeit abgestimmt und bewegt sich mit der Trennlinie von Abwasser und Leichtflüssigkeit. Je dicker die Leichtflüssigkeitsschicht wird, um so tiefer sinkt der Schwimmer bis der Ventilteller aufsitzt. Der selbsttätige Abschluss sperrt somit den Ablauf, wenn die Speicherfähigkeit des Abscheiders erreicht ist. Ein weiterer Abwasserzulauf führt zu einem Rückstau, der die Funktion der Abscheideranlage beeinträchtigen kann. Am Boden sich ansammelnde Feinstschlämme können zu Störungen, insbesondere der Ventiltellerfunktion, führen. Dieser Zustand tritt bei ordnungsgemäßem Betrieb der Anlage nicht auf.

3 3 Die aufschwimmende Leichtstoffphase muss spätestens entnommen werden, wenn 4/5 der Ölspeichermenge erreicht ist. Vor Inbetriebnahme und nach vollständiger Entleerung ist darauf zu achten, dass die Anlage wieder mit (frischem) Wasser befüllt wird. Dabei ist zu beachten, dass der Schwimmer des selbsttätigen Abschlusses nach der Befüllung durch kurzes Anheben in Schwimmposition gebracht wird. Bei einer Leichtstoffabscheideanlage kann u.u. auf das Bauteil Benzinabscheider verzichtet werden. Dieses ist jedoch bei der hydraulischen Bemessung der Anlage zu berücksichtigen. Koaleszenzabscheider (K) Im Gegensatz zum Benzinabscheider, welcher die im Abwasser enthaltenen Leichtflüssigkeiten nur durch Schwerkraft abscheidet, wird in diesem Abscheider ein zusätzlicher physikalischer Vorgang (Koaleszenz) wirksam. Koaleszenz ist das Zusammenfließen feinstverteilter Leichtflüssigkeitströpfchen zu größeren Tropfen, die nach Erreichen einer bestimmten Tropfengröße innerhalb des Abscheiders zur Oberfläche aufschwimmen. Koaleszenzabscheider enthalten einen Einsatz, der aus unterschiedlichem Material mit großer Oberfläche besteht (z.b. Kunststoffe, Metallgewebe, Granulate). Ein Zuwachsen des Koaleszenzmaterials führt zu einer Verringerung des Koaleszenzeffekts. Die kontinuierliche Abnahme der hydraulischen Leistungsfähigkeit durch das allmähliche Zuwachsen führt zu einem Aufstau, der nur in beschränktem Maß zulässig ist.

4 4 Ein weiteres Zuwachsen führt je nach Bauart zu folgenden Störungen: 1. Verblocken des Koaleszenzeinsatzes mit Rückstau (kein Ablauf) oder 2. Überströmen des Koaleszenzeinsatzes (bei einigen Systemen) und Ableitung des nicht ausreichend gereinigten Abwassers (da Koaleszenzwirkung fehlt). Diese Störzustände werden durch Warnanlagen und regelmäßige Eigenkontrollen rechtzeitig erkannt. Durch eine Reinigung des Koaleszenzmaterials wird der Durchfluss und der Koaleszenzeffekt wieder hergestellt. Koaleszenzabscheider sind mit einem selbsttätigen Abschluss als Sicherheitseinrichtung ausgerüstet (Funktionsbeschreibung siehe Benzinabscheider). Probenahmeschacht (P) Der Probenahmeschacht dient der Probenahme im Rahmen der Eigenkontrolle und Wartung und der ggf. erforderlichen Kontrolle durch die Behörde oder den Kanalnetzbetreiber. Er muss so ausgebildet sein, dass jederzeit eine Abwasserprobe entnommen werden kann. Im Probenahmeschacht kann zusätzlich ein Notfallschieber vorhanden sein. Derzeit drängen vermehrt die sog. integrierten Probenahmemöglichkeiten auf den Markt. Im Zweifelsfall, ob landesrechtliche Vorschriften einen separaten Probenahmeschacht fordern, wird empfohlen sich vorher mit der zuständigen Behörde in Verbindung zu setzen.

5 5 Abscheiderkombinationen Folgende Kombinationen sind möglich: Kombination S+B+P Diese Kombination erfüllte bis vor kurzem die Anforderungen nach den allgemein anerkannten Regeln der Technik bei der Abwasserbehandlung des mineralölhaltigen Abwassers bei Ableitung in öffentliche Abwasseranlagen (Indirekteinleitung). Da Leichtstoffabscheideanlagen dem Stand der Technik entsprechen müssen, kann in der Regel auf einen Koaleszenzabscheider nicht mehr oder nur noch in Ausnahmefällen verzicht werden Kombination S+K+P Diese Kombination ist bezüglich der Reinigungsleistung unter Prüfbedingungen (DIN 1999 Teil 3 u. 5) gleichwertig mit dem System S+B+K+P. Im Gegensatz zur Kombination S+B+K+P ist bei einer Dichte der maßgebenden Leichtflüssigkeit ab 0,85 g/cm³ der Dichtefaktor (f d ) bei der Bemessung zu berücksichtigen und kann rechnerisch zu einer größeren Anlage führen. Das System S+K+P empfiehlt sich vorzugsweise bei geringerem Anfall von Leichtflüssigkeit. Kombination S+B+K+P Diese Kombination ist bezüglich der Reinigungsleistung unter Prüfbedingungen (DIN 1999 Teil 3 u. 5) gleichwertig mit der Kombination S+K+P. Bei der Nachrüstung der Kombination S+B+P hinsichtlich des Standes der Technik ist das System S+B+K+P sinnvoll. Bei einer Dichte der abgeschiedenen Leichtflüssigkeit bis 0,85 g/cm³ ist bei dieser Kombination eine größere Speicherfähigkeit der abgeschiedenen Leichtflüssigkeit als beim System S+K+P gegeben. Die DIN 1999 Teil 6 empfiehlt diese Anordnung deshalb bei einem hohen Anfall von Leichtflüssigkeit. Sonderkonstruktionen Zur Leichtstoffabscheidung sind auch Sonderkonstruktionen erhältlich und denkbar. Diese besitzen jedoch nur teilweise eine allgemeine bauaufsichtliche Zulassung oder einen selbsttätigen Abschluss. Inwieweit derartige Anlagen den Anforderungen genügen, ist deshalb im Einzelfall zu prüfen. Zuleitungen, Ableitungen, Verbindungsleitungen, Schächte Für die Entwässerungsanlagen gilt die DIN Die verwendeten Materialien müssen für das anfallende schadstoffbelastete Abwasser beständig sein. Dieses gilt insbesondere bei den erforderlichen Dichtmitteln aus Kunststoff hinsichtlich der Beständigkeit gegen chemische Angriffe, starke Temperaturschwankungen sowie

6 6 gegen inneren und/oder äußeren Wasserdruck. Das Rohrleitungssystem ist auf Dichtheit zu prüfen; die Schächte sind nach DIN 4034 Teil 1 auszuführen, um einen dichten Schachtaufbau zu gewährleisten. Die Oberkante der Abdeckungen der Abscheideranlage muss gegenüber dem maßgebenden Niveau des Abwasserzuflusses eine Überhöhung besitzen. Nebenanlagen Zu den ggf. erforderlichen Nebenanlagen gehören z. B. Warnanlagen, Messeinrichtungen, Puffer- und Rückhaltebecken, Einrichtungen zum automatischen Leichtflüssigkeitsabzug, Rückstausicherungen, Abwasserhebeanlagen. Die Erfordernis dieser Anlagen kann aus verschiedensten baulichen und betrieblichen Gründen resultieren. Quellenhinweis: Handbuch Wasser 5 Mineralölhaltiges Abwasser ; Landesanstalt für Umweltschutz, Karlsruhe