Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung
Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung
Kapitel 4 Beispielanlagen Wird in den Branchen Fleisch, Fisch, Obst und Gemüse, Stärke, Molkereiprodukte, Brauwirtschaft, Zucker, Getränke und pflanzliche Öle und Fette eingesetzt. Referenzliteratur [65, Germany, 2002, 136, CBMC - The Brewers of Europe, 2002, 145, Metcalf & Eddy, 1991, 199, Finland, 2003] 4.5.3.1.2 Reinsauerstoffsysteme (T11) Beschreibung Reinsauerstoffsysteme stellen im Wesentlichen eine Intensivierung des Belebtschlammprozesses dar, also den Einsatz von reinem Sauerstoff in einer bestehenden herkömmlichen Belebungsanlage. Die Umstellung auf Sauerstoffbegasung erfolgt oft, wenn die Effektivität der Belebungsanlage teilweise durch eine erhöhte oder schwankende Belastung gestört wurde. Erreichbare Umweltvorteile Verringerung von BSB/CSB und der Stickstoffkonzentration. Weniger Geruchspotenzial, da die Oberfläche des Belebungsbeckens im Wesentlichen ungestört bleibt. Geringerer Energieverbrauch. Betriebsdaten Im Vergleich zu herkömmlichen Belebtschlammverfahren können Reinsauerstoffsysteme den Prozess intensivieren, da sie mit höheren Belebtschlamm-Konzentrationen arbeiten. Außerdem verbraucht diese Technik weniger Energie, da im herkömmlichen Belebtschlammverfahren 70 % der Energie verschwendet werden, weil Stickstoff 70 % des eingeblasenen Luftvolumens einnimmt. Anwendbarkeit Breiter Anwendungsbereich in der Nahrungsmittelproduktion. Sowohl neue als auch bestehende Anlagen der Nahrungsmittelproduktion sind mit Reinsauerstoffsystemen ausgerüstet worden. Wirtschaftliche Aspekte Da das System mit extrem hohem Schlammalter arbeitet und die endogene Atmung fördert, durch die sich Biomasse selbst abbaut, somit weniger Überschuss-Schlamm entsteht, reduzieren sich die Entsorgungskosten für den Schlamm erheblich. Dessen ungeachtet sind die Betriebskosten für Anlagen, die Sauerstoff statt Luft verwenden, höher. Anlass für die Umsetzung Durch den Einsatz reinen Sauerstoffs lässt sich der Prozess besser steuern, die Leistung steigt, und die Technik kann bei bestehenden Anlagen nachgerüstet werden. Beispielanlagen Wird in den Branchen für Fleisch, Obst und Gemüse, Molkereien und Zucker eingesetzt. Referenzliteratur [13, Environment Agency of England and Wales, 2000] 4.5.3.1.3 SBR-Anlagen (Sequencing Batch Reactors) (T12) Beschreibung Die SBR-Anlage stellt eine Variante des Belebtschlammverfahrens dar. Sie wird nicht kontinuierlich beschickt, sondern nach dem Befüllungs- und Entnahmeprinzip betrieben und besteht üblicherweise aus mindestens zwei gleichen Reaktionsbecken. Die verschiedenen Stadien des Belebtschlammverfahrens werden alle in demselben Reaktor durchgeführt. Erreichbare Umweltvorteile Weniger BSB/CSB, geringere Phosphor- und Stickstoffkonzentration. Betriebsdaten Der Prozess ist sehr flexibel, da innerhalb des Betriebszyklus eine Reihe von Optimierungen vorgenommen werden können, z. B. eine verbesserte Denitrifikation in der Ruhephase. Ein normaler Gesamtzyklus dauert 416 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL
Kapitel 4 etwa sechs Stunden. Die Zeit, die für die einzelnen Stufen des Prozesses aufgewendet wird, kann an die örtlichen Gegebenheiten angepasst werden. Außerdem ist die Prozessabfolge unabhängig von Einflüssen durch Schwankungen im hydraulischen Zufluss. In diesem Sinn ist die SBR-Anlage einfacher und robuster zu betreiben als ein herkömmliches Belebtschlammsystem. Da die Befüllung in Chargen zur Bildung eines leicht absetzbaren Belebtschlamms führt, ist dieser Prozess für industrielle Abwässer mit Neigung zur Blähschlammbildung geeignet. In Tabelle 4.57 ist der normale Betrieb einer normalen SBR-Anlage dargestellt. Schritt Zweck Betrieb (Belüftung) Maximalvolumen (%) Zykluszeit (%) Befüllen Zugabe von Substrat Luft ein/aus 25 – 100 25 Reaktion Biologischer Abbau Luft ein/Zyklus 100 35 Absetzen Trennen von Belebtschlamm und Abwasser Luft aus 100 20 Abziehen Entfernen von Abwasser Luft aus 35 – 100 15 Ruhe* Abzug des Schlammes Luft ein/aus 25 – 35 5 * Überschuss-Schlamm kann auch in anderen Schritten auftreten. In Mehrbeckensystemen wird die Ruhephase zum Auffüllen des zweiten Beckens genutzt. Dieser Schritt kann wegfallen. Tabelle 4.57: Betrieb einer normalen SBR-Anlage Anwendbarkeit Anwendbar in allen Anlagen der Nahrungsmittelproduktion. Die Anwendung der Technik kann durch den Platzbedarf eingeschränkt sein. Die Technik kann zur Behandlung von Abwasser mit hohem oder niedrigem BSB eingesetzt werden, ist aber insbesondere bei Wasser mit geringem BSB sehr effizient und kostengünstig. Wirtschaftliche Aspekte Geringere Investitions- und höhere Betriebskosten als bei herkömmlichen Belebtschlammanlagen. Beispielanlagen Wird in den Branchen Fleisch, Obst und Gemüse, Molkereiprodukte, Getränke und pflanzliche Öle und Fette eingesetzt. Referenzliteratur [1, CIAA, 2002, 65, Germany, 2002, 145, Metcalf & Eddy, 1991] 4.5.3.1.4 Aerobe Abwasserteiche (T13) Beschreibung Aerobe Abwasserteiche sind große flache Erdbecken, die zur Behandlung von Abwasser durch natürliche Prozesse benutzt werden. Dazu gehört die natürliche Nutzung von Algen, Bakterien, Sonne und Wind. Neben dem von den Algen produzierten Sauerstoff gelangt durch atmosphärische Diffusion zusätzlicher Sauerstoff in die Flüssigkeit. Der Inhalt der Abwasserteiche wird normalerweise regelmäßig durch Einsatz von Pumpen oder Oberflächenbelüftern durchmischt. Eine Variante des aeroben Abwasserteichs ist der fakultative Abwasserteich 20 , in dem eine Stabilisierung durch eine Kombination aerober, anoxisch oder anaerober Bakterien erzielt wird. In der oberen Schicht eines fakultativen Abwasserteichs kann die Sauerstoffversorgung durch Oberflächenbelüfter aufrechterhalten werden 21 . Erreichbare Umweltvorteile Weniger BSB und geringere Stickstoffkonzentration. Medienübergreifende Auswirkungen Potenzielle Geruchsbelästigung, Bodenverschlechterung und Grundwasserkontamination. 20 Anm. d. UBA-Bearb.: Je nach Bedarf betriebener Abwasserteich in abwassertechnischem Bezug. 21 Anm. d. UBA-Bearb.: In Deutschland wird die zusätzliche Belüftung meist bei Geruchsbelästigung eingesetzt. RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL Januar 2006 417
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Beispielanlagen<br />
Wird in den Branchen Fleisch, Fisch, Obst <strong>und</strong> Gemüse, Stärke, Molkereiprodukte, Brauwirtschaft, Zucker,<br />
Getränke <strong>und</strong> pflanzliche Öle <strong>und</strong> Fette eingesetzt.<br />
Referenzliteratur<br />
[65, Germany, 2002, 136, CBMC - The Brewers of Europe, 2002, 145, Metcalf & Eddy, 1991, 199, Finland,<br />
2003]<br />
4.5.3.1.2 Reinsauerstoffsysteme (T11)<br />
Beschreibung<br />
Reinsauerstoffsysteme stellen im Wesentlichen eine Intensivierung des Belebtschlammprozesses dar, also den<br />
Einsatz von reinem Sauerstoff in einer bestehenden herkömmlichen Belebungsanlage. Die Umstellung auf<br />
Sauerstoffbegasung erfolgt oft, wenn die Effektivität <strong>der</strong> Belebungsanlage teilweise durch eine erhöhte o<strong>der</strong><br />
schwankende Belastung gestört wurde.<br />
Erreichbare Umweltvorteile<br />
Verringerung von BSB/CSB <strong>und</strong> <strong>der</strong> Stickstoffkonzentration. Weniger Geruchspotenzial, da die Oberfläche des<br />
Belebungsbeckens im Wesentlichen ungestört bleibt. Geringerer Energieverbrauch.<br />
Betriebsdaten<br />
Im Vergleich zu herkömmlichen Belebtschlammverfahren können Reinsauerstoffsysteme den Prozess intensivieren,<br />
da sie mit höheren Belebtschlamm-Konzentrationen arbeiten. Außerdem verbraucht diese Technik<br />
weniger Energie, da im herkömmlichen Belebtschlammverfahren 70 % <strong>der</strong> Energie verschwendet werden, weil<br />
Stickstoff 70 % des eingeblasenen Luftvolumens einnimmt.<br />
Anwendbarkeit<br />
Breiter Anwendungsbereich in <strong>der</strong> Nahrungsmittelproduktion. Sowohl neue als auch bestehende Anlagen <strong>der</strong><br />
Nahrungsmittelproduktion sind mit Reinsauerstoffsystemen ausgerüstet worden.<br />
Wirtschaftliche Aspekte<br />
Da das System mit extrem hohem Schlammalter arbeitet <strong>und</strong> die endogene Atmung för<strong>der</strong>t, durch die sich<br />
Biomasse selbst abbaut, somit weniger Überschuss-Schlamm entsteht, reduzieren sich die Entsorgungskosten<br />
für den Schlamm erheblich. Dessen ungeachtet sind die Betriebskosten für Anlagen, die Sauerstoff statt Luft<br />
verwenden, höher.<br />
Anlass für die Umsetzung<br />
Durch den Einsatz reinen Sauerstoffs lässt sich <strong>der</strong> Prozess besser steuern, die Leistung steigt, <strong>und</strong> die Technik<br />
kann bei bestehenden Anlagen nachgerüstet werden.<br />
Beispielanlagen<br />
Wird in den Branchen für Fleisch, Obst <strong>und</strong> Gemüse, Molkereien <strong>und</strong> Zucker eingesetzt.<br />
Referenzliteratur<br />
[13, Environment Agency of England and Wales, 2000]<br />
4.5.3.1.3 SBR-Anlagen (Sequencing Batch Reactors) (T12)<br />
Beschreibung<br />
Die SBR-Anlage stellt eine Variante des Belebtschlammverfahrens dar. Sie wird nicht kontinuierlich beschickt,<br />
son<strong>der</strong>n nach dem Befüllungs- <strong>und</strong> Entnahmeprinzip betrieben <strong>und</strong> besteht üblicherweise aus mindestens zwei<br />
gleichen Reaktionsbecken. Die verschiedenen Stadien des Belebtschlammverfahrens werden alle in demselben<br />
Reaktor durchgeführt.<br />
Erreichbare Umweltvorteile<br />
Weniger BSB/CSB, geringere Phosphor- <strong>und</strong> Stickstoffkonzentration.<br />
Betriebsdaten<br />
Der Prozess ist sehr flexibel, da innerhalb des Betriebszyklus eine Reihe von Optimierungen vorgenommen<br />
werden können, z. B. eine verbesserte Denitrifikation in <strong>der</strong> Ruhephase. Ein normaler Gesamtzyklus dauert<br />
416 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL