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

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Kapitel 4 Zufuhr Abgabe Leistung Gesamtzufuhrstrom 213 m 3 /h (kontinuierliche Zufuhr) Prozesswasser aus der Stärkeherstellung Koaguliertes Kartoffelfruchtwasser aus der Proteinanlage Stromvolumen 1 = 110 – 145 m 3 /h Trockensubstanzgehalt = 1,8 – 2 % Temperatur Zufuhr zur Proteinanlage = 38 – 40 ºC Nach der Proteinanlage = 86 °C Stromvolumen 2 = 100 – 115 m 3 /h Trockensubstanzgehalt = 5,5 – 6 % Temperatur beim Austritt aus der Proteinanlage = 86 ºC ± 1 % Produkt Flüssiges Kartoffeleiweiß mit mindestens 55 % Trockensubstanz Kondensat so kalt und rein wie möglich Dampfbereitstellung Mindestens 230 t/h Vorverdampfer Mindestens 196 t/h Endverdampfer Mindestens 34 t/h Konzentrationstemperatur Maximal 87 °C Reservekapazität Mindestens 15 % hinsichtlich der Dampfbereitstellungskapazität Betriebszyklus Betriebsdauer mindestens 120 h Reinigungsdauer maximal 9 h Tabelle 4.75: Aufkonzentrierung von Kartoffelstärke-Prozesswasser durch Verdampfung – Planungsdaten Abwasserart Brüdenkondensat aus der Aufkonzentrierungsanlage Verfahren Belebtschlammverfahren Sandfilter Desinfektion Grundlegende Planungsdaten Abwasservolumen CSB-Konzentration 200 m³/h 1.500 ±300 mg/l 7.200 ±1440 kg/d < 25 mg/l Abwassereigenschaften CSB-Fracht CSB BSB5 < 10 mg/l Merkmale der Hydraulische Verweilzeit = 13,8 h Belebtschlammbehandlung Hydraulische Fracht = 1,75 m 2 Becken, je 1.375 m³ (= 2.750 m³), aerobes Volumen einschließlich vorgeschaltetem Selektor 3 /m 3 pro Tag CSB-Volumenfracht = 2,6 kg/m 3 pro Tag Schlammkonzentration = 5.000 g/m 3 CSB-Schlammfracht Trockensubstanz pro Tag = 0,52 kg CSB/kg Rücklaufschlammvolumen = maximal 200 m³/h Nachklärung Durchmesser = 23 m Sekundärklärung (Sedimentation) Wassertiefe = 5 m 1 rundes Querstrom-Absetzbecken Volumen = 2076 m 3 Oberfläche = 415 m² Verweilzeit = 10,38 h Oberflächenfracht = 0,48 m/h Sandfiltration Zufuhr Volumenstrom = (maximal) 3 x 70 m 3 Anlagen 3 /h Waschwasser Volumenstrom = (maximal) 3 x 70 m 3 /h Hydraulische Fracht = 8 m/h Desinfektion UV-Desinfektion und ClO2-Zugabe Tabelle 4.76: Merkmale der biologischen Abwasserbehandlung in einer Kartoffelstärkeanlage Anwendbarkeit Brüdenkondensat in der Kartoffelstärkeindustrie ist sehr weit abbaubar. Dadurch hängt die Behandlung durch Umkehrosmose- und Verdampfungsstufen von den jeweiligen Eigenschaften des Kartoffelfruchtwassers und des Prozesswassers ab. Wirtschaftliche Aspekte Durch den geringeren Verbrauch an Frischwasser werden Kosten gesenkt. Angaben zufolge ist das Abkühlen des behandelten Brüdenkondensats nicht notwendigerweise rentabel. 462 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL

Kapitel 4 Anlässe für die Umsetzung Angaben zufolge wurde Abwasser früher durch Ausbringung auf Nutzflächen entsorgt. Aber wegen des großen anfallenden Volumens, der hohen Transportkosten und des großen Oberflächenbedarfs konnte dieses Vorgehen nicht beibehalten werden. Das bei dieser Methode benötigte Speichervolumen ist im Vergleich zur Ausbringung auf Nutzflächen klein, da diese auf bestimmte Zeiträume des Jahres beschränkt ist. Im Gegensatz zur Ausbringung auf Nutzflächen ist diese Technik wetterunabhängig. Beispielanlagen Mindestens eine Anlage in Deutschland, in der Kartoffelstärke hergestellt wird. Referenzliteratur [65, Germany, 2002] 4.5.7.7 Zucker 4.5.7.7.1 Abwasserbehandlung Angaben zufolge wird je nach Konfiguration der Kläranlage in Verarbeitungsanlagen für Zuckerrüben manchmal vor der Abwasserhandlung eine Abwassertrennung (siehe Abschnitt 4.1.7.8) durchgeführt, um Abwasservermeidung durch Mehrfachnutzung zu erreichen. Es wird unterschieden zwischen dem Prozesswasser, also dem überschüssigen Kondensat aus der Konzentration (auch Fallwasser genannt), das einen hohen Ammoniakgehalt hat, dem Wasser aus der Kristallisation, dem Schwemmwasser (dekantiertes Rübentransportwasser) und dem Waschwasser (Reinigungswasser für die Rüben). Angaben zufolge wird das stark belastete dekantierte Rübentransportwasser getrennt gehalten. In manchen Anlagen wird das Kondensat (Fallwasser) zum Waschen der Rüben verwendet. Beispiel 1 Die Erde aus dem Transportwasser wird in Absetzteichen (siehe Abschnitt 4.5.2.5) sedimentiert. Das dekantierte Wasser wird sowohl in anaeroben als auch in aeroben Abwasserteichen (siehe Abschnitt 4.5.3.1.4) behandelt. Die Benutzung von Abwasserteichen macht es möglich, das Wasser bei Trockenheit zur Landbewässerung zu nutzen, was auch den Entnahmebedarf von Wasser aus Oberflächengewässsern oder aus dem Grundwasser senkt. In Südeuropa kann es zur Behandlung von Prozesswässern möglich sein, Abwasserteiche zur natürlichen Wasserverdunstung zu nutzen, da die Durchschnittstemperaturen hoch sind. Eine weitere Behandlung ist erforderlich, wenn das Risiko von Geruchsbelästigungen besteht, oder aus Umweltgründen. In einem solchen Fall kann die vorherige Behandlung durch eine Oberflächenbelüftung verstärkt werden, der möglicherweise eine aerobe Behandlung vorausgeht (siehe Abschnitt 4.5.3.1). Beispiel 2 Wenn aus Umweltgründen weitere Behandlungsstufen erforderlich ist, können Sedimentation (siehe Abschnitt 4.5.2.5) und anaerobe Behandlung (siehe Abschnitt 4.5.3.2), gefolgt von Oxygenierung und/oder aerober Fermentation (siehe Abschnitt 4.5.3.1) mit einem Nachklärverfahren angewandt werden. Das stark belastete überstehende Wasser, das aus den Absetzteichen weitergeleitet wird, eignet sich sehr gut für die Behandlung mit anaeroben Techniken. Außerdem können die Betaine aus der Zuckerrübe, die aus organischen Stickstoffverbindungen bestehen, nur anaerob abgebaut werden. Deshalb ist etwa die Hälfte der Zuckerfabriken in Deutschland derzeit mit anaeroben Systemen ausgestattet [65, Germany, 2002]. Die organischen Stoffe im dekantiertes Rübentransportwasser zerfallen in kürzerkettige organische Säuren. Früher wurden pH-Anpassungen mit Zusätzen wie Kalk in Neutralisationsverfahren vorgenommen (siehe Abschnitt 4.5.2.4). Diese „Ansäuerung“ des Abwasserstroms ist jedoch für die anaerobe Behandlung ideal. Die Säurebildung ist eine wesentliche Reaktion, die unter anaeroben Bedingungen stattfindet, und bei der die längerkettigen organischen Substanzen in leichter behandelbare organische Säuren zerfallen. Manche anaeroben Anlagen benötigen sogar ein Ansäuerungsbecken, das dem anaeroben Reaktor zur Ingangsetzung der Säurebildungsstufe vorgeschaltet ist. Die pH-Korrektur des Schwemmrinnenwassers ist also nicht mehr erforderlich. Die Biogaserzeugung erfolgt bei höheren Temperaturen, z. B. bei 37 °C, obwohl eine langsamere Fermentation auch bei 20 °C oder darunter stattfinden kann. Infolge von Veränderungen der Zusammensetzung der RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL Januar 2006 463

Kapitel 4<br />

Zufuhr<br />

Abgabe<br />

Leistung<br />

Gesamtzufuhrstrom 213 m 3 /h (kontinuierliche Zufuhr)<br />

Prozesswasser aus <strong>der</strong><br />

Stärkeherstellung<br />

Koaguliertes<br />

Kartoffelfruchtwasser aus<br />

<strong>der</strong> Proteinanlage<br />

Stromvolumen 1 = 110 – 145 m 3 /h<br />

Trockensubstanzgehalt = 1,8 – 2 %<br />

Temperatur<br />

Zufuhr zur Proteinanlage = 38 – 40 ºC<br />

Nach <strong>der</strong> Proteinanlage = 86 °C<br />

Stromvolumen 2 = 100 – 115 m 3 /h<br />

Trockensubstanzgehalt = 5,5 – 6 %<br />

Temperatur beim Austritt aus <strong>der</strong> Proteinanlage =<br />

86 ºC ± 1 %<br />

Produkt Flüssiges Kartoffeleiweiß mit mindestens 55 %<br />

Trockensubstanz<br />

Kondensat so kalt <strong>und</strong> rein wie möglich<br />

Dampfbereitstellung Mindestens 230 t/h<br />

Vorverdampfer Mindestens 196 t/h<br />

Endverdampfer Mindestens 34 t/h<br />

Konzentrationstemperatur Maximal 87 °C<br />

Reservekapazität Mindestens 15 % hinsichtlich <strong>der</strong><br />

Dampfbereitstellungskapazität<br />

Betriebszyklus Betriebsdauer mindestens 120 h<br />

Reinigungsdauer maximal 9 h<br />

Tabelle 4.75: Aufkonzentrierung von Kartoffelstärke-Prozesswasser durch Verdampfung – Planungsdaten<br />

Abwasserart Brüdenkondensat aus <strong>der</strong> Aufkonzentrierungsanlage<br />

Verfahren Belebtschlammverfahren<br />

Sandfilter<br />

Desinfektion<br />

Gr<strong>und</strong>legende Planungsdaten Abwasservolumen<br />

CSB-Konzentration<br />

200 m³/h<br />

1.500 ±300 mg/l<br />

7.200 ±1440 kg/d<br />

< 25 mg/l<br />

Abwassereigenschaften<br />

CSB-Fracht<br />

CSB<br />

BSB5<br />

< 10 mg/l<br />

Merkmale <strong>der</strong><br />

Hydraulische Verweilzeit = 13,8 h<br />

Belebtschlammbehandlung Hydraulische Fracht = 1,75 m<br />

2 Becken, je 1.375 m³ (= 2.750 m³),<br />

aerobes Volumen einschließlich<br />

vorgeschaltetem Selektor<br />

3 /m 3 pro Tag<br />

CSB-Volumenfracht = 2,6 kg/m 3 pro Tag<br />

Schlammkonzentration = 5.000 g/m 3<br />

CSB-Schlammfracht<br />

Trockensubstanz pro Tag<br />

= 0,52 kg CSB/kg<br />

Rücklaufschlammvolumen = maximal 200 m³/h<br />

Nachklärung<br />

Durchmesser = 23 m<br />

Sek<strong>und</strong>ärklärung (Sedimentation) Wassertiefe = 5 m<br />

1 r<strong>und</strong>es Querstrom-Absetzbecken Volumen = 2076 m 3<br />

Oberfläche = 415 m²<br />

Verweilzeit = 10,38 h<br />

Oberflächenfracht = 0,48 m/h<br />

Sandfiltration<br />

Zufuhr Volumenstrom = (maximal) 3 x 70 m<br />

3 Anlagen<br />

3 /h<br />

Waschwasser Volumenstrom = (maximal) 3 x 70 m 3 /h<br />

Hydraulische Fracht = 8 m/h<br />

Desinfektion UV-Desinfektion <strong>und</strong> ClO2-Zugabe<br />

Tabelle 4.76: Merkmale <strong>der</strong> biologischen Abwasserbehandlung in einer Kartoffelstärkeanlage<br />

Anwendbarkeit<br />

Brüdenkondensat in <strong>der</strong> Kartoffelstärkeindustrie ist sehr weit abbaubar. Dadurch hängt die Behandlung durch<br />

Umkehrosmose- <strong>und</strong> Verdampfungsstufen von den jeweiligen Eigenschaften des Kartoffelfruchtwassers <strong>und</strong><br />

des Prozesswassers ab.<br />

Wirtschaftliche Aspekte<br />

Durch den geringeren Verbrauch an Frischwasser werden Kosten gesenkt. Angaben zufolge ist das Abkühlen<br />

des behandelten Brüdenkondensats nicht notwendigerweise rentabel.<br />

462 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL

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