Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung
Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung Integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung
Kapitel 4 organischen Bestandteile des Abwassers und auch seines hohen Kalziumgehaltes kann es zu Betriebsproblemen kommen. Im Methanreaktor führt das Vorliegen von Calcium aus dem Karbonisierungsprozess im Abwasser zusammen mit dem im Reaktor gebildeten Kohlendioxid zur Ausfällung von Calciumkarbonat. Die Erfahrung zeigt, dass unabhängig von der Konzentration im ankommenden Abwasser und unabhängig vom verwendeten Verfahren der Calciumgehalt auf etwa 0,3 – 0,7 kg/m³ gesenkt wird. Das bedeutet, dass jährliche Calciumkarbonatfrachten von 300 – 1.000 Tonnen im Reaktor verbleiben. Dadurch ergeben sich Mischprobleme innerhalb des Systems sowie zusätzliche Arbeit und Kosten, um die betreffenden Pumpen, Wärmetauscher und Leitungsrohre funktionsfähig zu halten [65, Germany, 2002]. Ein Teil des anaerob behandelten Abwassers kann als Schwemmrinnenwasser wiederverwendet werden. Außerdem kann das im anaeroben Prozess anfallende Methan durch Verbrennung zur Trocknung von Zuckerrübenschnitzeln, die als Tierfutter verwendet werden, genutzt werden. Zum Vorwärmen des in den anaeroben Reaktor eintretenden Abwassers kann Niedertemperaturwärme genutzt werden [13, Environment Agency of England and Wales, 2000]. Überschüssiges Kondensat aus der Zuckerverarbeitung gilt als hoch mit Ammoniak befrachtet, der CSB wird jedoch als gering angesehen. Das empfohlene Verfahren zur Senkung der Ammoniakkonzentration ist die Anwendung aerober Techniken, die so konfiguriert sind, dass sie die Nitrifikation des Ammoniaks ermöglichen (siehe Abschnitt 4.5.4.1). Damit dieser Prozess stattfindet, muss dem Abwasserstrom Kohlenstoff aus einer externer Quelle zugeführt werden. Bei Anlagen, die anaerobe Techniken zur Behandlung des Schwemmwassers verwenden, reicht die Zusammenführung von Abwasser aus dem anaeroben Verfahren mit dem überschüssigen Prozesswasser meist aus, um eine ausgewogene Einspeisung für die aerobe Behandlungsstufe zu erzielen. Manche Fabriken verwenden Hydrozyklone, um kalkbelasteten Bakterienschlamm aus dem System zu entfernen. In fast allen Fabriken ist es erforderlich, außerhalb der Saison den in den Reaktoren gebildeten Kalk mechanisch zu beseitigen, was in regelmäßigen Abständen alle 2 bis 5 Jahre erfolgt. Die Kalkkonzentrationen bei der Entfernung betragen etwa 800 – 1.000 kg/m³ Trägermaterial. Da solche Betriebe saisonal arbeiten, muss das aerobe System, das dem anaeroben nachgeschaltet ist, entsprechend zum Saisonstart aktiviert werden. Bei Verwendung von Wirbelschichtbetten (siehe Abschnitt 4.5.3.2.7) ist das nicht unbedingt erforderlich. Kalk wird fast vollständig auf dem Trägermaterial ausgefällt, welches dann während des Betriebs abgezogen werden kann. Nach diesem Schritt ist die Qualität des Abwassers möglicherweise ausreichend zur Einleitung in Oberflächengewässer. Alternativ dazu könnte die Abgabe an eine Kläranlage erfolgen. Zur potenziellen Wiederverwertung des einzuleitenden Abwassers kann ein Teil des Abwassers mit tertiären Techniken (siehe Abschnitt 4.5.4) behandelt werden. Beispiel 3 In Fällen, in denen Stickstoff und Stickstoffverbindungen begrenzt werden müssen, ist die Installation entsprechend geplanter Nitrifikations- und Denitrifikationssysteme erforderlich. Dafür stehen verschiedene biologische und nicht-biologische Techniken zur Verfügung, z. B. die Ammoniakstrippung (siehe Abschnitt 4.5.4.2) und die biologische Nitrifikation/Denitrifikation (siehe Abschnitt 4.5.4.2). Beispiel 4 Zuerst wird ein anaerobes Verfahren angewandt und das entstehende Biogas als Brennstoff genutzt. Später werden Stickstoff und Phosphor in einem aeroben Verfahren abgebaut. Nach der Abwasserbehandlung wird das Wasser entweder in der Fabrik wiederverwendet oder in Oberflächengewässer eingeleitet. Beispiel 5 Abbildung 4.47 zeigt ein übliches Prozessflussdiagramm der Abwasserbehandlung in einer Zuckerrübenverarbeitungsanlage. 464 Januar 2006 RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL
Als Schwemmrinnenwasser wiederverwendet Schlamm zur Entsorgung Wiederverwendung Gesiebtes Schwemmrinnen- und Waschwasser Absetzteiche Anaerobe Behandlung Als Schwemmrinnenwasser wiederverwendet Aerobe Behandlung (z. B. herkömmlicher Belebtschlamm) Abgabe an Kläranlage Tertiärbehandlung Einleitung in Fluss Abbildung 4.47: Übliche Möglichkeiten der Behandlung von Zuckerrübenabwasser [13, Environment Agency of England and Wales, 2000, 159, CIAA-CEFS, 2003] Abwasserteich/ Bewässerung Prozessabwasser Kapitel 4 Erzielte Emissionswerte In Tabelle 4.77 ist die Leistung der Abwasserbehandlung in einer Anlage der Zuckerindustrie in Nordeuropa angegeben. Behandlung BSB (mg/l) Gesamtstickstoff (mg/l) Gesamtphosphor (mg/l) Vor der Behandlung 3.300 120 10 Nach der anaeroben Behandlung 100 80 8 Nach anaerober und aerober Behandlung 2 10 0,4 Tabelle 4.77: Leistung der Abwasserbehandlung in einer Anlage der Zuckerindustrie in Nordeuropa [1, CIAA, 2002] Die Angaben in Tabelle 4.78 betreffen Anlagen der dänischen Zuckerindustrie und gelten pro Tonne verarbeiteter Zuckerrüben. RHC/EIPPCB/FDM_BREF_FINAL Januar 2006 465
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Als Schwemmrinnenwasser<br />
wie<strong>der</strong>verwendet<br />
Schlamm<br />
zur Entsorgung<br />
Wie<strong>der</strong>verwendung<br />
Gesiebtes Schwemmrinnen-<br />
<strong>und</strong> Waschwasser<br />
Absetzteiche<br />
Anaerobe<br />
Behandlung<br />
Als Schwemmrinnenwasser<br />
wie<strong>der</strong>verwendet<br />
Aerobe<br />
Behandlung<br />
(z. B. herkömmlicher<br />
Belebtschlamm)<br />
Abgabe an Kläranlage<br />
Tertiärbehandlung<br />
Einleitung in Fluss<br />
Abbildung 4.47: Übliche Möglichkeiten <strong>der</strong> Behandlung von Zuckerrübenabwasser<br />
[13, Environment Agency of England and Wales, 2000, 159, CIAA-CEFS, 2003]<br />
Abwasserteich/<br />
Bewässerung<br />
Prozessabwasser<br />
Kapitel 4<br />
Erzielte Emissionswerte<br />
In Tabelle 4.77 ist die Leistung <strong>der</strong> Abwasserbehandlung in einer Anlage <strong>der</strong> Zuckerindustrie in Nordeuropa<br />
angegeben.<br />
Behandlung BSB<br />
(mg/l)<br />
Gesamtstickstoff<br />
(mg/l)<br />
Gesamtphosphor<br />
(mg/l)<br />
Vor <strong>der</strong> Behandlung 3.300 120 10<br />
Nach <strong>der</strong> anaeroben Behandlung 100 80 8<br />
Nach anaerober <strong>und</strong> aerober<br />
Behandlung<br />
2 10 0,4<br />
Tabelle 4.77: Leistung <strong>der</strong> Abwasserbehandlung in einer Anlage <strong>der</strong> Zuckerindustrie in Nordeuropa<br />
[1, CIAA, 2002]<br />
Die Angaben in Tabelle 4.78 betreffen Anlagen <strong>der</strong> dänischen Zuckerindustrie <strong>und</strong> gelten pro Tonne<br />
verarbeiteter Zuckerrüben.<br />
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