Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung
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Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung

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10.12.2012 Aufrufe

Kapitel 4 Vorteile Nachteile Abbau zu unschädlichen Verbindungen Es fallen große Mengen an Schlamm an Bei der Strippung kommt es zu Freisetzungen leicht flüchtiger Stoffe, die Gerüche/Aerosole erzeugen können Geringere Bakterienaktivität bei niedrigen Temperaturen Durch Oberflächenbelüftung und Eintrag von reinem Sauerstoff kann der Prozess jedoch beschleunigt werden Wenn lipophile Stoffe nicht vor der aeroben biologischen Behandlung ausreichend entfernt werden, können sie die Funktion der Kläranlage beeinträchtigen, da sie von Bakterien nicht leicht abgebaut werden. Tabelle 4.55: Vor- und Nachteile aerober Behandlungsverfahren [1, CIAA, 2002, 13, Environment Agency of England and Wales, 2000, 65, Germany, 2002] 4.5.3.1.1 Belebtschlamm (T10) Beschreibung Mit der Belebtschlammtechnik wird eine aktivierte Masse von Mikroorganismen erzeugt, die zum aeroben Abbau von Abwasserinhaltsstoffen in der Lage sind. Die Biomasse wird belüftet und in einem Reaktor in Suspension gehalten. Dazu kann Luft, Sauerstoff oder eine Kombination aus beiden verwendet werden. Wenn Sauerstoff benutzt wird, werden sie als Reinstsauerstoffsysteme bezeichnet (siehe Abschnitt 4.5.3.1.2). Erreichbare Umweltvorteile Weniger BSB/CSB, geringere Phosphor- und Stickstoffkonzentration. Wenn im Produktionsprozess gefährliche oder prioritär gefährliche Substanzen benutzt werden, werden deren Konzentrationen im Abwasser gesenkt. Medienübergreifende Auswirkungen Hoher Energieverbrauch. Betriebsdaten Nach einer vorgegebenen Verweildauer, die von mehreren Stunden bis zu mehr als 10 Tagen reichen kann, je nach organischer Fracht oder spezifischer Schlammbelastung von etwa 0,1 – 0,15 kg BSB/kg TS pro Tag, wird das Abwasser-/Schlammgemisch in eine Sedimentationseinrichtung weitergeleitet (siehe Abschnitt 4.5.2.5). Die hydraulische Verweilzeit oder das Schlammalter und die spezifische Schlammbelastung können alle in Abhängigkeit von den Eigenschaften des Roh-Abwassers, also seiner Zusammensetzung, Verfügbarkeit und Abbaubarkeit organischer Substanzen, schwanken, und sind auch von der erforderlichen Ablaufqualität des Abwassers abhängig. So erfolgt beispielsweise die Nitrifikation bei geringerer spezifischer Schlammbelastung (

Kapitel 4 Im Zuckersektor verringern die geringen Luft- und Wassertemperaturen im Winter den Angaben zufolge die Behandlungskapazität, da die bakterielle Aktivität zurückgeht. Es kann jedoch in der Regel Abwärme aus dem Zuckerprozess zur Erhöhung der Systemtemperatur verwendet und so die bakterielle Aktivität gesteigert werden. Das häufigste Problem im Zusammenhang mit Belebtschlamm ist die Blähschlammbildung. Als Blähschlamm wird biologischer Schlamm bezeichnet, der schlechte Absetzeigenschaften aufweist. Dies ist meist auf das Vorhandensein von Fadenbakterien und/oder übermäßigen, in den biologischen Flocken gebundenen Wassermengen zurückzuführen. Was Blähschlamm betrifft, so gilt, dass Vorbeugen besser ist als nachträgliche Abhilfe. Angaben zufolge besteht eine übliche Abhilfemaßnahme für Blähschlamm im Einsatz von Chemikalien, also einer Chlorierung oder dem Einsatz anderer oxidierender oder fällender Chemikalien, um die fädigen Organismen abzutöten, die nicht durch Belebtschlammflocken geschützt sind. Diese Behandlungsmethoden werden als nicht sehr selektiv angegeben und können die gesamte biologische Aktivität vernichten. Die Blähschlammbildung lässt sich verhindern, z. B. indem das Nährstoffverhältnis (C/P/N) optimal ausgewogen ist, sodass sowohl die Nährstoffeinleitung als auch die Überproduktion von Fadenbakterien minimiert wird. Zu den Verfahren der Blähschlammvermeidung zählt auch die Verringerung der Fracht. Das Vorhandensein von Ammoniak als Abbauprodukt zeigt an, ob eine Denitrifikation erforderlich ist. Die hydraulische Verweilzeit, das Schlammalter und die Betriebstemperatur sind die wichtigsten zu beachtenden Parameter. Diese müssen auch den Abbau der resistenteren organischen Substanzen berücksichtigen. Außerdem hat sich der Einsatz eines gesonderten Beckens oder eines Selektors als geeignetes Instrument zur Verhinderung und Begrenzung fädiger Mikroorganismen erwiesen. Dabei handelt es sich um eine Kontaktzone am Kopf der Belebungsanlage, in der das vorbehandelte Abwasser und der rückgeführte Schlamm zusammengeführt werden. Der Selektor bewirkt das selektive Wachstum flockenbildender Organismen durch eine hohe spezifische Schlammbelastung bei einer geregelten Konzentration gelösten Sauerstoffs. Die Kontaktzeit ist kurz, im Allgemeinen 10 – 30 Minuten. Der anoxische Selektor, für den Nitrat im Wasser vorhanden sein muss, ist oft das Mittel der Wahl für Belebtschlammsysteme, die nitrifizieren. Zusätzlich zu einer effektiven Vermeidung von Fadenbakterien haben anoxische Selektoren noch den Vorteil, den Sauerstoffbedarf des Prozesses zu senken, weil Nitrat-Stickstoff als Elektronenakzeptor für die Oxidation des zufließenden biologisch abbaubaren Materials genutzt wird. Außerdem wird der Alkalinitätsverbrauch bei der Nitrifikation gesenkt, weil in der anoxischen Zone die Alkalinität wiederhergestellt wird. Anoxische Selektoren können auch sehr effektiv bei der Vermeidung filamentösen Wachstums von Fadenbakterien sein, weil sie sowohl kinetische als auch metabolische Selektionsmechanismen nutzen. Aus dem Molkereisektor wird die Blähschlammbildung in Belebtschlammsystemen bei schwankenden Frachten und geringen spezifische Schlammbelastungen gemeldet. Der Mangel an Stickstoff und Phosphor bzw. Sauerstoff begünstigt die Blähschlammbildung. Gleiches wird von Ammoniumstoßbelastungen und erhöhtem bzw. angefaultem Abwasser berichtet. 19 Wenn kein Selektor verwendet wird, muss die Sedimentationseinrichtung unter Berücksichtigung dieser schlechteren Absetzeigenschaften des Schlamms entsprechend groß dimensioniert bzw. Filtereinheiten vorgesehen werden. Anwendbarkeit Breiter Anwendungsbereich in der Nahrungsmittelproduktion. Die Technik kann zur Behandlung von Abwasser mit hohem oder niedrigem BSB eingesetzt werden, ist aber insbesondere bei Abwasser mit geringem BSB sehr effizient und kostengünstig. Die Anwendung der Technik kann durch den Platzbedarf eingeschränkt sein. Wirtschaftliche Aspekte Die Belebtschlammtechnik ermöglicht eine kostengünstige Behandlung löslicher organischer Stoffe. Dessen ungeachtet ist es besser, wenn das Abwasser aus dem Stärkesektor, dessen CSB oberhalb von 10.000 mg/l liegt, nicht nur einer aeroben Behandlung unterzogen wird. In der Getränkeindustrie ist aufgrund der jahreszeitlichen Unterschiede im Abwasser die Belebtschlammtechnik meist überdimensioniert, was zu entsprechend hohen Investitions- und Betriebskosten führt. 19 Anm. d. UBA-Bearb., weil der Originaltext die Gegebenheiten nicht genau wiedergibt. RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL Januar 2006 415

Kapitel 4<br />

Vorteile Nachteile<br />

Abbau zu unschädlichen Verbindungen Es fallen große Mengen an Schlamm an<br />

Bei <strong>der</strong> Strippung kommt es zu Freisetzungen<br />

leicht flüchtiger Stoffe, die Gerüche/Aerosole<br />

erzeugen können<br />

Geringere Bakterienaktivität bei niedrigen<br />

Temperaturen Durch Oberflächenbelüftung <strong>und</strong><br />

Eintrag von reinem Sauerstoff kann <strong>der</strong> Prozess<br />

jedoch beschleunigt werden<br />

Wenn lipophile Stoffe nicht vor <strong>der</strong> aeroben<br />

biologischen Behandlung ausreichend entfernt<br />

werden, können sie die Funktion <strong>der</strong> Kläranlage<br />

beeinträchtigen, da sie von Bakterien nicht leicht<br />

abgebaut werden.<br />

Tabelle 4.55: Vor- <strong>und</strong> Nachteile aerober Behandlungsverfahren<br />

[1, CIAA, 2002, 13, Environment Agency of England and Wales, 2000, 65, Germany, 2002]<br />

4.5.3.1.1 Belebtschlamm (T10)<br />

Beschreibung<br />

Mit <strong>der</strong> Belebtschlammtechnik wird eine aktivierte Masse von Mikroorganismen erzeugt, die zum aeroben<br />

Abbau von Abwasserinhaltsstoffen in <strong>der</strong> Lage sind. Die Biomasse wird belüftet <strong>und</strong> in einem Reaktor in<br />

Suspension gehalten. Dazu kann Luft, Sauerstoff o<strong>der</strong> eine Kombination aus beiden verwendet werden. Wenn<br />

Sauerstoff benutzt wird, werden sie als Reinstsauerstoffsysteme bezeichnet (siehe Abschnitt 4.5.3.1.2).<br />

Erreichbare Umweltvorteile<br />

Weniger BSB/CSB, geringere Phosphor- <strong>und</strong> Stickstoffkonzentration. Wenn im Produktionsprozess gefährliche<br />

o<strong>der</strong> prioritär gefährliche Substanzen benutzt werden, werden <strong>der</strong>en Konzentrationen im Abwasser gesenkt.<br />

Medienübergreifende Auswirkungen<br />

Hoher Energieverbrauch.<br />

Betriebsdaten<br />

Nach einer vorgegebenen Verweildauer, die von mehreren St<strong>und</strong>en bis zu mehr als 10 Tagen reichen kann, je<br />

nach organischer Fracht o<strong>der</strong> spezifischer Schlammbelastung von etwa 0,1 – 0,15 kg BSB/kg TS pro Tag, wird<br />

das Abwasser-/Schlammgemisch in eine Sedimentationseinrichtung weitergeleitet (siehe Abschnitt 4.5.2.5). Die<br />

hydraulische Verweilzeit o<strong>der</strong> das Schlammalter <strong>und</strong> die spezifische Schlammbelastung können alle in<br />

Abhängigkeit von den Eigenschaften des Roh-Abwassers, also seiner Zusammensetzung, Verfügbarkeit <strong>und</strong><br />

Abbaubarkeit organischer Substanzen, schwanken, <strong>und</strong> sind auch von <strong>der</strong> erfor<strong>der</strong>lichen Ablaufqualität des<br />

Abwassers abhängig. So erfolgt beispielsweise die Nitrifikation bei geringerer spezifischer Schlammbelastung<br />

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