Von der Fertigung zur Abwasserbehandlung in den Fluss

Vor dem Hintergrund der Diskussion um eine umweltgerechte Nutzung der globalen Ressourcen setzen sowohl die Anwender der Ernährungsindustrie als auch die Hersteller von Abwasserbehandlungsanlagen zunehmend auf die Vorteile von nachhaltig gestalteten Abwasserbehandlungsstrategien. Die Forderung nach Energieeffizienz, hoher Reinigungsqualität bei der Abwasserbehandlung und Wiederverwendung von Wasser ist längst nicht mehr nur ein Thema für wasserarme Regionen. In vielen Industriezweigen liegt ein hoher produktspezifischer Abwasseranfall vor, welcher über den Frischwasserverbrauch in der Produktion sowie die Energiekosten bei der Abwasserbehandlung einen beträchtlichen Anteil der Betriebsausgaben darstellt.

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Direkteinleitung in das Gewässer für die Lebensmittelindustrie

Direkteinleitung in das Gewässer oder Wassermehrfachnutzung für die Lebensmittelindustrie mit dem TFR-Bioreaktor

Eine der Zielstellungen für das Verfahren TFR-Technologie, mit dem TFR-Bioreaktor der DAS Environmental Expert GmbH besteht darin, das Abwasser bis zu einer Qualität zu reinigen, die sowohl die Direkteinleitung in natürliche Gewässer als auch die interne Wiederverwendung als Brauchwasser erlaubt.

Die meisten Abwässer enthalten organische Verbindungen, welche nicht toxisch wirken, aber das Gewässer in erhöhter Konzentration durch starke Sauerstoffzehrung schädigen. Oftmals ist die CSB-, BSB-Konzentration so hoch, dass eine Vorbehandlung des Abwassers innerhalb des Betriebes notwendig ist oder bei Einleitung in die kommunale Kläranlage hohe Starkverschmutzerzuschläge erhoben werden.

Gegen diese Kosten muss der Aufwand für eine betriebseigene Abwasserbehandlung aufgerechnet werden. Dabei ergibt sich die Forderung nach einer effektiven und betriebsstabilen Technologie mit einem sehr niedrigen Bedien- und Wartungsbedarf. In vielen Fällen stellen aerobe biologische Verfahren die günstigste Behandlungsmethode für das große Spektrum unterschiedlicher Abwässer aus Industrie, Landwirtschaft und Entsorgung dar.

Der für den biologischen Abbau benötigte Sauerstoff wird sowohl bei den meisten konventionellen als auch bei modernen biologischen Verfahren mit Gebläsen, Kompressoren oder Oberflächenbelüftern in die entsprechenden Behandlungsbecken eingebracht. Dem biologischen Abbauprozess steht dabei nur ein Bruchteil des mit hohem energetischem Aufwand in das Abwasser eingetragenen Luftsauerstoffes zur Verfügung.

Abwasserbehandlung TFR-Bioreaktor
TFR-Biorreaktor für biologische Abwasserbehandlung

Energieeinsparung bei der Abwasserbehandlung

Mit der TFR-Technologie von DAS Environmental Expert bietet sich ein Verfahren an, das es erlaubt, den Energiebedarf für die kontinuierliche Belüftung drastisch zu reduzieren. Der TFR-Bioreaktor stellt das Herzstück dieser Technologie dar. In ihm befindet sich eine Schüttung aus kleinkörnigem Trägermaterial mit hoher spezifischer Oberfläche und niedrigem spezifischen Gewicht. Die mit einem Biofilm bewachsene Trägermaterialschüttung befindet sich im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren nicht innerhalb eines geschlossenen Wasserkörpers. Bei der TFR-Technologie wird der Bioreaktor stattdessen von oben mit dem zu behandelnden Abwasser beschickt und im Gegenstrom von unten mit Luft versorgt wird. Damit reicht ein einfacher Ventilator aus, um die hochkonzentrierte Biomasse ausreichend mit Sauerstoff aus der Umgebungsluft zu versorgen.

Abwasserbehandlung Käseherstellung
Abwasserbehandlung für die Schmelzkäseproduktion

Das Verfahren arbeitet sehr zuverlässig und bietet neben einem vergleichsweise minimalen Betriebsaufwand weitere entscheidende Vorteile. Es soll am Beispiel der Abwasserbehandlungsanlage, welche Ende 2010 für eine Produktionstätte der bekannten französischen Fromageries Bel im Süden von Vietnam von der DAS errichtet wurde, näher beschrieben werden.

Schmelzkäse für Vietnam

Die Fromageries Bel, 1865 gegründet, sind bis heute ein familiengeführtes Unternehmen, welches seine Produkte in mehr als 120 Ländern verkauft und etwa 11.000 Mitarbeiter in 30 Tochterfirmen weltweit beschäftigt. In der Produktionsstätte in Vietnam wird Schmelzkäse hergestellt.

Um die vietnamesischen Umweltauflagen zu erfüllen, bestand für Bel die Notwendigkeit, auf seinem Werksgelände eine eigene Anlage für die Abwasserentsorgung zuerrichten. Dazu wandte sich das französische Unternehmen an DAS Environmental Expert. „Die Experten von Bel hatten sich gründlich informiert“, so René Reichardt, Leiter Geschäftsbereich Abwasserbehandlung bei der DAS. „Sie hatten bereits eine Referenzanlage in Deutschland besucht und sich bei der Cooperativa Nacional de Productores de Leche (Conaprole), Montevideo/Uruguay, dem größten Hersteller von Molkereiprodukten in Südamerika, nach den Erfahrungen mit unserer Anlage erkundigt.“ Bei Conaprole fallen täglich 2.000 Kubikmeter Abwasser an. Für die Behandlung eines Teilstromes davon setzt das Unternehmen auf die Technologie aus Dresden. „Wir wurden daraufhin von Bel eingeladen und haben der Geschäftsführung in Paris vorgetragen“, sagt René Reichardt. „Danach haben wir den Auftrag bekommen.“

Abwasserbehandlung unter tropischen Bedingungen

Für dieses nicht alltägliche Projekt war gleich aus mehreren Gründen „greentelligence“ erforderlich, berichtet Dr. Horst Reichardt, Geschäftsführender Gesellschafter bei DAS: „Die Anlage befindet sich im Süden von Vietnam – sie muss also im tropischen Klima funktionieren. Außerdem sind die Rechtsvorschriften in Vietnam selbst im Vergleich zu deutschen Einleitbedingungen ausgesprochen streng. Die vietnamesische Norm QVCN 24: 2009 setzt hohe Standards – unsere Anlage hält sie ein.“

Die feuchtwarme Luft und die Sonneneinstrahlung in den Tropen sind für die Anlage keine Belastung. Reaktoren und technologische Behälter bestehen aus Kunststoff, das Misch- und Ausgleichsbecken sowie der Schlammstapelbehälter aus Beton. Das Rohrleitungssystem ist aus korrosionsbeständigem Kunststoff und Edelstahl gefertigt. Pumpen und Ventilatoren sind die einzigen Verschleißteile. „Unsere Technologie zeichnet sich nicht nur durch einen niedrigen Energiebedarf und niedrige Betriebskosten aus, sie garantiert auch einen geringen Wartungsaufwand“, unterstreicht Reichardt. „Und wenn Bel Vietnam die Produktion erweitert, oder die Grenzwerte noch strenger werden, dann kann die Anlage unkompliziert erweitert werden. Durch das Modulsystem können wir jederzeit aufstocken – auch das ist ein großer Vorteil unserer Anlagentechnik.“

Abwasserbehandlung Schmelzkäseproduktion
Abwasserbehandlung bei der Schmelzkäseproduktion von BEL Vietnam

Nach der Inbetriebnahme und Optimierung der Anlage

Nach der technischen Inbetriebnahme und der sich daran anschließenden Start– und Optimierungsphase wurde die Anlage im Januar 2011 übergeben. Die einzelnen Verfahrensstufen Vorreinigung, biologische Behandlung, nach geschaltete Phosphoreliminierung und Schlammentwässerung befinden sich seitdem in kontinuierlichem Betrieb. Vor der biologischen Behandlung werden grobe Feststoffe abgetrennt und der über den Tag in Menge und Zusammensetzung stark schwankende Abwasserstrom in einem Misch- und Ausgleichsbehälter vergleichmäßigt. Danach gelangt das Abwasser in zwei TFR industrial Bioreaktoren, in denen die organische Fracht sowie der Stickstoff biologisch abgebaut werden. In einem nach geschalteten Verfahrensschritt vor der Abgabe in den Vorfluter wird der überschüssige Phosphor gefällt. Unter Nutzung der installierten Fernüberwachung ist es bei Bedarf einfach möglich, aus Dresden Hinweise zu aktuellen Anlageneinstellungen zu geben.

Abwasserbehandlung CSB-Konzentration
CSB-Konzentration im Zulauf und Ablauf der Anlage

Keine Überschreitung der Grenzwerte

Die Temperatur des Abwassers liegt in dem für die biologische Aktivität günstigen Bereich zwischen 28 und 38 °C. Die unter diesen Umständen verringerte Sauerstofflöslichkeit stellt für das beschriebene Verfahrensprinzip keinerlei Problem dar.

Abwasserbehandlung Stickstoff Werte
Gesamtstickstoff im Ablauf der Anlage

Über das gesamte erste Betriebsjahr wurde der Grenzwert für die organische Fracht 100 mg/l CSB + BSB – Wert deutlich unterschritten und lag selbst bei erhöhten CSB-Zulaufkonzentrationen von 2.700 mg/l im geforderten Bereich. Die Abbaurate der Anlage liegt damit stabil zwischen 95 und 98 %. Der Grenzwert für Gesamtstickstoff beträgt 30 mg/l und wird ebenfalls stabil eingehalten. 

Der Betriebsleiter ist sehr zufrieden mit dem Abwasserbehandlungskonzept von DAS. „Die Installation und Inbetriebnahme der Anlage verlief reibungslos und termingerecht. Wir bei Bel Viet Nam sind sehr zufrieden mit der Leistung der Abwasserbehandlung. Zusätzlich zu den guten Abwasserwerten, erzeugt die Anlage nur sehr wenig Schlamm und arbeitet geruchsfrei. Also perfekt für den Nachbarschaftsfrieden“ sagt Francois Pons.

Abwasserwiederverwendung als Brauchwasser möglich

Mit der Erfüllung der Anforderungen für die Direkteinleitung bei einem gleichzeitig sehr geringem Betriebs- und Wartungsaufwand stellt die TFR-Technologie der DAS einen modernen Prozess für die teilweise oder vollständige Behandlung von Industrieabwasser dar.

Bei Bedarf entspricht die Qualität des gereinigten Abwassers den Anforderungen, die an die Wiederverwendung als Brauchwasser gestellt werden. Nach Desinfektion besteht die Möglichkeit dieses Brauchwasser z.B. für die Reinigung von Fußböden und Fahrzeugen sowie für die Bewässerung von Grünanlagen einzusetzen.

Sowohl mittelständige Betriebe als auch größere Unternehmen erhalten damit die Möglichkeit, höhere Umwelt- und Energiestandards durchzusetzen und gleichzeitig Entsorgungskosten einzusparen.

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