Umweltfreundliche Abwasservorklärung ohne Chemie – trotz hoher organischer Fracht

Ganz ohne Chemie

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16.02.2011 Mit der Ozonflotation steht ein neues Vorklärungsverfahren auf Ozonbasis als Lösung zur Behandlung von variierenden organischen Abwasserbelastungen zur Verfügung.

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Entscheider-Facts Für Anwender

  • Einfaches Anlagenprinzip;
  • chemiefrei – kein aufwendiges Handling mit gefährlichen Chemikalien und dadurch Verhinderung von Überdosierungen und damit verbundener Störanfälligkeit;
  • keine chemischen Zusätze und Drucktanks, keine schädlichen Rückstände;
  • komplett selbstüberwachende und automatisch regulierende Anlage;
  • erhöhte Betriebssicherheit der nachgeschalteten biologischen Reinigungsstufe;
  • Schlammsuspension ohne chemische Reststoffe und mit einem sehr hohen Trockenanteil (rund 20 bis 25?%);
  • Weiterverwertbarkeit des geruchsfreien Schlamms.
Bild für Post 75251

Mit der Ozonflotation ist eine umweltfreundliche Abwasservorklärung – ganz ohne Chemikalien – möglich. Bild: Oxytec

Charakteristisch für das Abwasser aus Schlacht- und fisch- bzw. fleischverarbeitenden Betrieben sind hohe organische Abwasserfrachten. Gelöste organische Bestandteile, die noch einen erheblichen Sauerstoffbedarf (CSB) aufweisen, dürfen nicht in das kommunale Abwassernetz eingeleitet werden. Neben den hohen Frachten an CSB und BSB5 sind auch Fette und Feststoffe entscheidend für die Höhe der Abwassergebühren und Starkverschmutzer-Zuschläge. Fette führen zu Ablagerungen an den Wandungen von Kanälen und Pumpwerken sowie in diversen Becken der kommunalen Kläranlagen. Fettsäuren verursachen in der Belebung Schaum und Blähschlamm. Weiterhin sind sie Auslöser für stark riechende, schwefelwasserstoffhaltige Abluft. Ziel ist es daher, das Abwasser am Produktionsstandort so gut wie möglich zu behandeln, um das Abwasser mit möglichst geringen organischen Frachten an die öffentliche Kläranlage abzugeben oder sogar Direkteinleiterkriterien zu erfüllen.

Kostengünstige und umweltfreundliche Alternative

Übliche Verfahren sind hier die Druckentspannungsflotationen mit chemischer Stufe. Neben den chemischen Verunreinigungen des Flotats entstehen hierbei sehr hohe Betriebskosten durch die Anlieferung, Lagerung, Verwendung und das Handling von Chemikalien (Flockungsmitteln) sowie durch das dadurch entstehende Schlammaufkommen und dessen Entsorgung.

Bei der Ozonierung werden organische Abwasserinhalte oxidiert. Die dabei entstehenden Gase lagern sich an Partikeln an und treiben sie auf. Über die Entfernung partikulärer Inhalte und die oxidative Reduktion organischer Verbindungen aus dem Abwasser hinaus reduziert die Ozonflotation die Gesamtkeimzahl des Abwassers, oxidiert wasserlös-liche Farbstoffe und wandelt stabileorganische Verbindungen in ungiftige, biologisch abbaubare Substanzen um. Zusätzlich vermindert das Flotationssystem den CSB-, den BSB5– und den Fettgehalt des Wassers. Die Fettverbindungen werden zu weit über 95% abgebaut. Auch der Sauerstoffbedarf des Wassers wird bis zu 90% signifikant reduziert.

Sicherheit durch kontrollierten Einsatz

Neben dem kontrollierten Einsatz von Ozon – es gelangt kein Ozon in die Umwelt – werden keinerlei wasser-, gesundheits- oder umweltgefährdende Substanzen eingesetzt. Das Ozon spaltet die organischen Molekülverbindungen auf und reagiert schnell mit Stoffen, die zugängliche Doppelbindungen, Aminogruppen und aromatische Systeme enthalten. Stabile organische Verbindungen und Schadstoffe, wie beispielsweise Toxine, werden in vermindert giftige bis ungiftige Endprodukte umgewandelt. Es entstehen keine schädlichen Nebenprodukte oder Rückstände, Geruchsmoleküle werden nahezu komplett zerstört.

Vor der Ozonflotation kommt eine Grobstoffabtrennung in Form einer selbstreinigenden Rechenanlage mit engmaschiger Weite zum Einsatz. Zum Ausgleich der Fracht- und produktionsbedingten pH-Wert-Schwankungen wird ein Tagespuffer benötigt. In dem Flotationstank wird das Ozon-/Sauerstoffgemisch mit Hochdruckdüsen in das Kreislaufwasser der Abscheideanlage und das Kreislaufwasser wiederum aus der hinteren Zone den einzelnen Kaskaden zugeführt. Das Ozon wird aus Reinstsauerstoff gebildet, der entweder von Sauerstofftanks oder Sauerstoffgeneratoren entnommen wird. Die Dosierung, die Verweilzeit, die Pumpenzustände, der pH-Wert und die Durchflussmenge werden durch eine Steuerung überwacht und geregelt. Die gesamte Anlage ist vollständig automatisiert.
Das Ozon oxidiert die organischen Verbindungen, trennt die organischen Substanzen vom Wasser und transportiert die Verunreinigungen an die Oberfläche. Es bildet sich eine Schlammschicht, die mit einer selbstreinigenden Räumvorrichtung in den Schlammsammeltank transportiert wird. Der Schlamm sowie der gesamte Flotationsprozess sind geruchsfrei. Der Schlamm ist desinfiziert, rein und ohne chemische Reststoffe, aber nicht inert. Aufgrund der Struktur des Schlammes entwässert er weiter und weist sehr schnell einen Trockenanteil ohne weitere Stufe von rund 30 auf und bis zu 45% bei Verwendung eines speziellen Sammeltanks. Vor dem Einleiten des Wassers in das kommunale Abwassernetz wird am Ausfluss der pH-Wert gemessen und gegebenenfalls angepasst.

Kostenvorteil durch deutlich reduzierten Schlammanfall

Kostenvorteile bietet die Ozonflotation durch Einsparen des üblicherweise genutzten Eisen-3-Chlorids bei der Konditionierung bzw. pH-Regulierung und durch geringere Pumpenleistung aus geringerem Luftbedarf bei der Belebung. Die Haupteinsparungen liegen in dem vollständigen Verzicht auf Chemikalien bei der Flotation und dem damit verbundenen deutlich geringeren Entstehen von Schlamm. Die im Betrieb befindlichen Anlagen weisen eine Reduzierung der Betriebskosten beispielsweise von 1,2Euro/m³ auf 0,5Euro/m³ auf.

Da der bei der Ozonflotation entstehende Schlamm ein reiner Schlamm mit hoher Trockensubstanz ist, kann er der biologischen Verwertbarkeit zugeführt werden und ist nicht länger als Abfall-, sondern als Wertstoff zu betrachten. Eine Wiederverwertung im Stoffkreislauf sollte in Betracht gezogen werden.

In der Fisch- und Fleischverarbeitung sowie der Fertiggerichteherstellung wird die Technologie schon seit zehn Jahren erfolgreich eingesetzt. Zufriedene Nutzer der Anwendung sind zum Beispiel Danish Prime Mou, Danish Prime Food Company und die Sæby Fiske-Industri. Auch der Konzern Intermarché (ITM) wählte für seine Abwasserbehandlung das Verfahren der Ozonflotation sowie Triskel in Lorient, wo Andouillette, eine Wurstsorte, die ausschließlich aus Innereien hergestellt wird, Blutwurst und Würstchen produziert werden. Vor der Installation der Flotationsanlage lagen die BSB5 Werte bei rund 9000mg/l täglich, die des CSB bei etwa 18730 mg/l und der Fett- und Ölgehalt bei circa 2918mg/l. Abwasseruntersuchungen nach der Installation der Ozon-Flotationsanlagen ergaben beim BSB5 einen Reinigungseffekt von etwa 90%, bei CSB von ungefähr 85% und bei Fett und Öl eine Reduktion von rund 95%. Vorrangiges Ziel dabei war es, die hohen Betriebskosten, die durch die chemische Klärung entstanden, deutlich zu reduzieren und durch das umweltfreundliche Verfahren der Ozonflotation zu ersetzen. Nach der guten Erfahrung von Triskel hat sich nun auch das französische Unternehmen Adrimex, das Krustentiere jeglicher Art verarbeitet, für das Verfahren der Ozonflotation entschieden. Neben der Betriebskostenreduzierung war auch die Tatsache, dass Ozon die löslichen Farbstoffe der Scampi aus dem Abwasser entfernt, entscheidend.

 

Heftausgabe: Februar 2011
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Über den Autor

Anja Toussaint, Technische Beraterin Oxytec
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