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Sämtliche Abwässer, die bei gewerblichen Herstellungs-, Fertigungs- oder Verarbeitungsprozessen entstehen, werden als Industrieabwasser bezeichnet. Im industriellen Abwasser befinden sich dabei – abhängig von dem jeweiligen Industriezweig – verschiedenste Stoffe wie beispielsweise Fette und Öle, absetzbare oder abfiltrierbare Stoffe, Reinigungsmittel oder Säuren. Dieser Fakt unterscheidet das Industrieabwasser vom kommunalen Abwasser und macht es notwendig, dass Unternehmen das entstandene Schmutzwasser mithilfe spezieller Abwassertechniken behandeln. Erst dann darf dieses Abwasser in öffentliche Kläranlagen eingeleitet werden, kann für betriebsinterne Zwecke wiederverwendet werden oder kann direkt in einen Vorfluter, zum Beispiel Fluss, eingeleitet werden.
Herausforderungen bei der Verarbeitung von Industrieabwasser
Durch die unterschiedlichen Arten von Industrieabwässern mit verschiedenen Inhaltsstoffen gibt es diverse Herangehensweisen bei der Verarbeitung. So entsteht in Käserei- oder Molkereibetrieben ein fettigeres Abwasser, während das Schmutzwasser bei der Papierherstellung wiederum durch Papierfasern verunreinigt ist. Gleichzeitig unterscheiden sich die Eigenschaften der Schlämme, die aus dem Schmutzwasser separiert werden, aufgrund der verschiedenen Industriezweige voneinander.
Dies wiederum beeinflusst die Verarbeitungsformen des Industrieabwassers: Je nach Branche, dem entstandenen Abwasser sowie der letztlichen Verwendung der Schlämme variieren die Prozesse. Aufgrund der verschiedenen Bestandteile des Industrieabwassers, wie Produktabfälle aus der Reinigung von Produktionsmitteln, Laugen, Säuren oder Reinigungsmitteln, gibt es außerdem besondere Anforderungen an das Material und das Anlagendesign.
Im Folgenden möchten wir uns auf die Anforderungen an die Schlammbehandlung aus den biologischen Abwasserbehandlungsschritten konzentrieren.
Schlammbehandlung von industriellem Abwasser
Analog zur Klärung des kommunalen Abwassers wird auch beim der industriellen Abwasserverarbeitung zwischen Schlammeindickung und Schlammentwässerung unterschieden:
Schlammeindickung:
Bei der Aufbereitung von Industrieabwasser fällt im Abbauprozess eines Klärwerks stetig feiner Biologieschlamm an. Für einen stabilen Abbauprozess in der biologischen Reinigungsstufe wird der im Nachklärbecken anfallenden Schlamm, auch Überschussschlamm genannt, entnommen und in den Faulturm geleitet. Ziel ist es den Trockenstoffgehalt von 1 Prozent oder weniger auf 5 bis 8 Prozent zu konzentrieren, bevor der Überschussschlamm in den Faulturm gepumpt wird. Dabei reduziert sich das Schlammvolumen um 80 bis rund 90 Prozent. Der Trockenstoffgehalt im eingedickten Klärschlamm ist abhängig von der Pumpbarkeit des Dickschlamms und des benutzten Eindickaggregats. Flottwegs OSE Dekanter (=Optimale SchlammEindickung) bietet die optimale Lösung für die Eindickung von Klärschlamm. Er ist speziell für die Eindickung von Überschussschlamm konstruiert und angepasst.
Schlammentwässerung:
Das Transportieren und Entsorgen des anfallenden Klärschlamms machen den Großteil der Kosten aus – auch bei der industriellen Abwasserbehandlung. Je geringer das Schlammvolumen, desto niedriger sind die Kosten für Transport und Entsorgung. Eine leistungsfähige Schlammentwässerung ist dabei das ausschlaggebende Kriterium. Unabhängig von der finalen Verwendung des entwässerten Schlamms ist schlussendlich ein hoher Trockenstoffgehalt von großer oder größter Bedeutung. Weitere entscheidende Faktoren sind ein wirtschaftlicher Polymer-, Energie- und Wasserverbrauch sowie ein geringer Bedarf an Ersatzteilen; kurz, ein kontinuierlicher, automatischer Betrieb mit minimalen Kosten. Hohe TS-Gehalte helfen dadurch auch, die CO2-Bilanz zu verbessern und machen eine möglichst nachhaltige Schlammentwässerung möglich.
Flottweg präsentiert zwei Lösungen für die Entwässerung von Schlämmen:
Der Flottweg HTS Dekanter wurde speziell für die Schlammentwässerung konstruiert. Ein energie- und leistungseffizienter Flottweg Simp Drive Antrieb, verbunden mit einer stetig optimierten Geometrie dieser Dekanterzentrifuge, sorgen für Trockensubstanzwerte, die um mehrere Prozentpunkte über anderen Zentrifugen liegen. Speziell für die Hochentwässerung von Klärschlamm hat Flottweg ein bisher einzigartiges Zentrifugenkonzept entwickelt: Die Flottweg Xelletor Baureihe. Inspiriert durch die Leichtbauweise von Hochleistungssportwagen und Motorrädern ist die Idee einer neuartigen Zentrifugenkonstruktion entstanden. Die Herzstücke, Rotor und Dekanterschnecke, wurden von Grund auf neu entwickelt. Das Ergebnis ist eine Schnecke ganz ohne Schneckenkörper. Die Xelletor Baureihe überzeugt dabei vor allem durch Einsparungen von Energie und/ oder Polymer, einem besonders leistungsstarken Entwässerungsergebnis oder eine erhöhte Kapazität.
Direkte Entwässerung:
Für Industriekläranlagen in welchen prozessbedingt nach der Abwasserreinigung Schlämme mit einem geringen TS-Gehalt von rund 0,3 bis 0,8 Prozent anfallen, stellt sich häufig die Frage, ob ein konventioneller 2-stufiger Prozess mit Eindickung, direkt gefolgt von einer Entwässerung, notwendig ist, oder ob man nicht auf ein einstufiges System umstellen kann. An dieser Stelle sind Flottwegs Dekanter in TDU-Bauweise geeignet, die speziell für die direkte Entwässerung entwickelt wurden. Damit lassen sich die CAPEX und OPEX deutlich reduzieren.
Beispiel 1: Molkereiabwasser
Industrielles Abwasser, das bei der Be- und Verarbeitung von Milch und Milchprodukten sowie durch sämtliche Reinigungsprozesse entsteht, muss aufgrund verschiedener Verunreinigungen, wie beispielsweise Milchfetten oder Tensiden aus dem Reinigungsvorgang, geklärt werden. Dabei können bei der Verarbeitung von Milch und der Erzeugung diverser Milchprodukte tagesbezogene Abwassermengen etwa 1 bis 2 m3 pro t verarbeiteter Milch anfallen.
Aufgrund der Temperaturschwankungen und Unterschiede des pH-Werts variiert der biologische Sauerstoffbedarf, der chemische Sauerstoffbedarf, der Gesamtstickstoff, der Gesamtphosphor sowie Fette, Öle und Schmierstoffe. Die Konzentration und Zusammensetzung des Schmutzwassers sind dabei abhängig von den Produktionsprozessen, Anlagen und verwendeten Maschinen. Für die Betriebe ist es in der Regel sinnvoll, das Abwasser eigenständig zu bearbeiten, um es entsprechend in kommunale Kläranlagen oder direkt in Gewässer einleiten zu dürfen.
Gängige Verfahrenskonzepte zur Abwasserreinigung in Molkereien beinhalten eine Misch- und Ausgleichsstufe zur Neutralisation, eine chemisch-physikalische Vorbehandlung mittels Flotation zur Fettabscheidung, eine aerobe biologische Behandlung (inklusive Nitri- und Denitrifikation sowie Bio-P) und eine nachgeschaltete P-Fällung.
Beispiel 2: Papierabwasser
Da die Herstellung von Papier zu einem der wasserintensivsten industriellen Produktionsprozesse zählt, spielt hier der nachhaltige und effiziente Einsatz des Rohstoffs Wasser eine wesentliche Rolle. Sowohl bei der Herstellung des Papiers basierend auf nachwachsenden Rohstoffen als auch bei Recyclingprozessen sind die physikalischen Eigenschaften des Wassers unabdingbar für das die Aufschlämmung der Papierbestandteile. Die bei der Papiererzeugung eingesetzten Faserstoffe bestehen hauptsächlich aus Holzstoff, Zellstoff und Altpapier. Um die Fasern zur Papierherstellung optimal einsetzen zu können, muss zuerst eine zusammenhängende Struktur der Rohstoffe herausgelöst werden. Bei der Zellstoff- und Papierherstellung dient Wasser nicht nur als Suspensions- und Transportmittel für Fasern und Füllstoffe, sondern ebenso als Lösungsmittel für chemische Hilfsmittel.
Die Papierindustrie setzt große Mengen an Prozesswasser ein. Dementsprechend hoch sind die Anforderungen an die Abwasserbehandlung und an eine energiesparende Abwassertechnik. Grundsätzlich setzen sich Abwässer von Papierfabriken aus Resten der Faserstoffe oder Substanzen wie De-Inking-Chemikalien, Bleichmittel, Prozesschemikalien und Additiven zusammen. Sie zeichnen sich durch einen hohen chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) aus und werden überwiegend in werkseigenen Kläranlagen zunächst mechanisch und anschließend vollbiologisch aufbereitet. Bei der industriellen Reinigung des Papierabwassers ist wiederum gerade die Entsorgung besonders kostenintensiv. Insbesondere bei der Entwässerung können erhebliche Kosten eingespart werden.
Beispiel 3: Chemieabwasser
Bei der Produktion von chemischen Produkten, wie beispielsweise Medikamenten, Farbstoffen oder Kunststoffrecycling, sind die industriellen Abwässer meist durch unterschiedliche Schadstoffe belastet. Es handelt sich hierbei im Wesentlichen um Reste der produzierten Verbindungen, also Restprodukt, aber auch um Lösungs- oder Reinigungsmittel und unerwünschte Nebenprodukte, wie sie bei vielen chemischen Prozessen entstehen.
Das industrielle Chemieabwasser setzt sich aus unterschiedlichen Mutterlaugen und Waschabwässern zusammen. Dabei hat jeder Teilstrom seine eigene spezifische Zusammensetzung. Die Abwässer der chemischen Industrie unterscheiden sich aufgrund ihrer komplexen Zusammensetzung deutlich von jenen anderer Industrie- und Gewerbebetriebe, die in der Regel mit einer vergleichsweise überschaubaren Schadstoffzusammensetzung belastet sind.
Fazit:
Klärschlamm ist nicht gleich Klärschlamm – insbesondere im Bereich der industriellen Abwasserbehandlung zeigt sich dies deutlich. Daher gelten das notwendige Know-how, jahrzehntelange Erfahrungswerte und bewährte Separationslösungen als eine unabdingbare Grundlage. Mit mehr als 60 Jahren Erfahrung im Bereich der industriellen Abwasseranwendungen liefert Flottweg daher Separationslösungen für unterschiedlichste Abwasserproblematiken, Anforderungen diverser Industrien und Herausforderungen der jeweiligen Schlämme.
