Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung
Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung
Kapitel 4 Erreichbare Umweltvorteile Geringere BSB-/CSB-Werte. Betriebsdaten Im Vergleich zu den Hochleistungsverfahren mit UASB-Reaktoren (siehe Abschnitt 4.5.3.2.4) und Hochleistungsschlammbett- (EGSB) und Wirbelschichtreaktoren (siehe Abschnitt 4.5.3.2.7) entstehen bei den Kontaktstabilisierungsverfahren geringere Mengen an Biomasse im Reaktor, die daher mit vergleichsweise geringerer Raumbelastung (in der Regel bis zu 5 kg CSB/m³ pro Tag) arbeiten. Ihr Hauptvorteil liegt jedoch in ihrem relativ störungsfreien Betrieb und insbesondere darin, dass es keine Probleme mit Verstopfungen gibt. Da der anaerobe Schlamm das Gas außerhalb des Reaktors produziert und das Gasvolumen ständig zunimmt, muss häufig eine Entgasungseinheit zwischen Methanreaktor und Schlammseparatoreinheit eingesetzt werden. Das Entgasen kann mittels Vakuumentgasung, Strippung, Kühlung oder mit langsamen Rührwerken erfolgen. Mit einer solchen Maßnahme kann das Verfahren mit Verweilzeiten von 6 – 14 Stunden betrieben werden. Anwendbarkeit Anwendbar in allen Anlagen der Nahrungsmittelproduktion, in denen Abwasser mit einer hohen Menge an gelösten Feststoffen anfällt. Anlass für die Umsetzung Dieses Verfahren bietet einen relativ störungsfreien Betrieb ohne Verstopfungsprobleme. Beispielanlagen Wird im Fleischsektor und im Zuckersektor angewendet. Referenzliteratur [13, Environment Agency of England and Wales, 2000, 145, Metcalf & Eddy, 1991] 4.5.3.2.3 Anaerobfilter (T21) Beschreibung In Anaerobfiltern wachsen die anaeroben Bakterien auf einem Pack- oder Füllmaterial. Das Bewuchsmaterial hält die Biomasse innerhalb des Reaktors; außerdem unterstützt es die Trennung des Gases von der flüssigen Phase. Die Strömung in diesem System kann aufwärts oder abwärts gerichtet sein. Erreichbare Umweltvorteile Verringerung des BSB/CSB-Gehalts und Stabilisierung des Überschuss-Schlamms. Betriebsdaten Da die Bakterien auf dem Medium zurückgehalten und nicht in das Abwasser ausgewaschen werden, können Verweilzeiten im Bereich von 100 Tagen erreicht werden. Anwendbarkeit Geeignet zur Behandlung stark verunreinigter Abwässer mit einem CSB-Wert zwischen 10.000 und 70.000 mg/l. Referenzliteratur [1, CIAA, 2002, 13, Environment Agency of England and Wales, 2000, 65, Germany, 2002, 145, Metcalf & Eddy, 1991] 4.5.3.2.4 UASB-Reaktoren (Upflow anaerobic sludge blanket) (T22) Beschreibung In einem UASB-System wird das Abwasser am Boden des Reaktors zugeführt, um eine gleichmäßige Verteilung zu erreichen. Das Abwasser strömt durch eine Schicht aus Bakterien, die sich zu kugelförmigen Teilchen (Pellets) zusammengeballt haben. Dank der guten Absetzeigenschaften werden sie nicht so leicht aus dem System ausgeschwemmt. Die Bakterien reagieren mit dem Abwasser. Durch die natürliche Konvektion steigt im Reaktor eine Mischung aus Gas, behandeltem Abwasser und Schlammpellets nach oben. Mit patentierten Drei- Phasen-Separatoren wird das behandelte Abwasser von den Feststoffen (Biomasse) und dem Biogas getrennt. 424 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL
Erreichbare Umweltvorteile Geringere BSB-/CSB-Werte. Kapitel 4 Betriebsdaten Es werden Raumbelastungen von bis zu 60 kg CSB/m³ pro Tag gemeldet, aber 10 kg CSB/m³ pro Tag mit einer hydraulischen Verweilzeit von 4 Stunden ist eher üblich. In Tabelle 4.60 ist die gemeldete Leistungsfähigkeit eines UASB-Reaktors in einer Brauerei angegeben. Raumbelastung (kg CSB/m³ und Tag) [oder: kg CSB/m 3 *d] CSB des behandelten Abwassers (mg/ml) Menge des erzeugten Schlamms pro kg entfernter CSB-Fracht (kg Feststoffe/kg) 5 – 10 500 – 1.000 0,04 – 0,08 Für die Einleitung in Gewässer ist eine weitere Behandlung notwendig Tabelle 4.60: Angegebene Leistungsfähigkeit eines UASB-Reaktors in einer Brauerei Ein Nachteil von UASB-Reaktoren ist die Empfindlichkeit des Verfahrens gegenüber lipophilen Stoffen. Der Fettgehalt im Abwasser muss unter 50 mg/l liegen, sonst wird das Verfahren beeinträchtigt. Ein besonderer Vorteil des Verfahrens ist andererseits die Bildung von Pellets. Diese erlauben nicht nur eine schnelle Reaktivierung nach monatelanger Betriebsunterbrechung, sondern auch den Verkauf überschüssiger Schlammpellets, z. B. zur Animpfung neuer Systeme. Anwendbarkeit Dieses Verfahren ist insbesondere geeignet für Abwasser mit einem niedrigen Feststoffgehalt und relativ geringem CSB (< 2.000 mg/l). Außerdem wird es eingesetzt, wenn nur eine kleine Fläche (oder nur wenig Platz vorhanden ist) zur Verfügung steht. Von den anaeroben Systemen sind Schlammbettreaktoren derzeit die in der Nahrungsmittelproduktion am weitesten verbreiteten Reaktoren. Beispielanlagen Werden in den Branchen Fleisch, Obst und Gemüse, Brauwirtschaft, Stärke und Zucker eingesetzt. Referenzliteratur [13, Environment Agency of England and Wales, 2000, 136, CBMC - The Brewers of Europe, 2002, 208, CIAA-AAC-UFE, 2003] 4.5.3.2.5 Reaktoren mit interner Zirkulation (T23) Beschreibung Reaktoren mit interner Zirkulation stellen eine spezielle Konfiguration des UASB-Verfahrens (siehe Abschnitt 4.5.3.2.4) dar. Dabei werden zwei UASB-Reaktoren übereinander angeordnet, von denen der eine hoch und der andere niedrig belastet ist. Das sich in der ersten Stufe ansammelnde Biogas steigt nach oben und bewirkt eine interne Zirkulation von Abwasser und Schlamm; daher der Name dieses Verfahrens. Erreichbare Umweltvorteile Geringere BSB-/CSB-Werte. Betriebsdaten Einer der wichtigsten Vorteile des Reaktors mit interner Zirkulation liegt darin, dass er unabhängig von Schwankungen der zugeführten Ströme und Belastungen in gewissem Maße einer Selbstregulierung unterliegt. Mit zunehmender Belastung steigt die Menge des erzeugten Methans, das wiederum die Zirkulation erhöht und dadurch das zulaufende Abwasser verdünnt. Übliche Raumbelastungen für diesen Prozess liegen im Bereich von 15 – 35 kg CSB/m³ pro Tag. RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL Januar 2006 425
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Es werden Raumbelastungen von bis zu 60 kg CSB/m³ pro Tag gemeldet, aber 10 kg CSB/m³ pro Tag mit einer<br />
hydraulischen Verweilzeit von 4 St<strong>und</strong>en ist eher üblich.<br />
In Tabelle 4.60 ist die gemeldete Leistungsfähigkeit eines UASB-Reaktors in einer Brauerei angegeben.<br />
Raumbelastung<br />
(kg CSB/m³ <strong>und</strong> Tag)<br />
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CSB des behandelten<br />
Abwassers<br />
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5 – 10<br />
500 – 1.000<br />
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Für die Einleitung in Gewässer ist eine weitere<br />
Behandlung notwendig<br />
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Ein Nachteil von UASB-Reaktoren ist die Empfindlichkeit des Verfahrens gegenüber lipophilen Stoffen. Der<br />
Fettgehalt im Abwasser muss unter 50 mg/l liegen, sonst wird das Verfahren beeinträchtigt. Ein beson<strong>der</strong>er<br />
Vorteil des Verfahrens ist an<strong>der</strong>erseits die Bildung von Pellets. Diese erlauben nicht nur eine schnelle<br />
Reaktivierung nach monatelanger Betriebsunterbrechung, son<strong>der</strong>n auch den Verkauf überschüssiger Schlammpellets,<br />
z. B. zur Animpfung neuer Systeme.<br />
Anwendbarkeit<br />
Dieses Verfahren ist insbeson<strong>der</strong>e geeignet für Abwasser mit einem niedrigen Feststoffgehalt <strong>und</strong> relativ<br />
geringem CSB (< 2.000 mg/l). Außerdem wird es eingesetzt, wenn nur eine kleine Fläche (o<strong>der</strong> nur wenig Platz<br />
vorhanden ist) zur Verfügung steht. Von den anaeroben Systemen sind Schlammbettreaktoren <strong>der</strong>zeit die in <strong>der</strong><br />
Nahrungsmittelproduktion am weitesten verbreiteten Reaktoren.<br />
Beispielanlagen<br />
Werden in den Branchen Fleisch, Obst <strong>und</strong> Gemüse, Brauwirtschaft, Stärke <strong>und</strong> Zucker eingesetzt.<br />
Referenzliteratur<br />
[13, Environment Agency of England and Wales, 2000, 136, CBMC - The Brewers of Europe, 2002, 208,<br />
CIAA-AAC-UFE, 2003]<br />
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Beschreibung<br />
Reaktoren mit interner Zirkulation stellen eine spezielle Konfiguration des UASB-Verfahrens (siehe Abschnitt<br />
4.5.3.2.4) dar. Dabei werden zwei UASB-Reaktoren übereinan<strong>der</strong> angeordnet, von denen <strong>der</strong> eine hoch <strong>und</strong> <strong>der</strong><br />
an<strong>der</strong>e niedrig belastet ist. Das sich in <strong>der</strong> ersten Stufe ansammelnde Biogas steigt nach oben <strong>und</strong> bewirkt eine<br />
interne Zirkulation von Abwasser <strong>und</strong> Schlamm; daher <strong>der</strong> Name dieses Verfahrens.<br />
Erreichbare Umweltvorteile<br />
Geringere BSB-/CSB-Werte.<br />
Betriebsdaten<br />
Einer <strong>der</strong> wichtigsten Vorteile des Reaktors mit interner Zirkulation liegt darin, dass er unabhängig von<br />
Schwankungen <strong>der</strong> zugeführten Ströme <strong>und</strong> Belastungen in gewissem Maße einer Selbstregulierung unterliegt.<br />
Mit zunehmen<strong>der</strong> Belastung steigt die Menge des erzeugten Methans, das wie<strong>der</strong>um die Zirkulation erhöht <strong>und</strong><br />
dadurch das zulaufende Abwasser verdünnt. Übliche Raumbelastungen für diesen Prozess liegen im Bereich<br />
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