Dr. Horst Schuessler

1. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 1 Direkt- oder Indirekteinleitung von Industrieabwasser Behandlungsverfahren für die Nahrungsmittelindustrie Dr. Horst Schuessler

2. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 2 Inhalt: Definition Indirekteinleiter – Direkteinleiter Gesetzliche Vorgaben in Deutschland Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Behandlungsverfahren für Direkteinleiter Dr. Horst Schuessler

3. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 3 Definition Indirekteinleiter Industrieunternehmen, die ihr Abwasser in ein öffentliches Kanalnetz zur Behandlung in der kommunalen Kläranlage einleiten Dr. Horst Schuessler

4. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 4 Definition Direkteinleiter Industrieunternehmen, die ihr Abwasser in einer betriebseigenen Kläranlage reinigen und in einen Vorfluter einleiten Dr. Horst Schuessler

5. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 5 Gesetzliche Vorgaben in Deutschland Für Indirekteinleiter: Anschluss- und Benutzerzwang in den Ortssatzungen geregelt (Kommunalrecht) Anforderungen bei Einleitung gefährlicher Stoffe in Indirekteinleiterverordnung geregelt(Landesrecht) Dr. Horst Schuessler

6. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 6 Gesetzliche Vorgaben in Deutschland Für Indirekteinleiter der Nahrungsmittelindustrie relevante Parameter: Temperatur <35° Celsius pH-Wert 6,0 – 10,0 Absetzbare Stoffe 1 ml/l (biologisch nicht abbaubare) 10 ml/l (biologisch abbaubare) Fett 100 mg/l Weitere Parameter, auch gefährliche Stoffe, je nach Produktionsbetrieb Dr. Horst Schuessler

7. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 7 Gesetzliche Vorgaben in Deutschland Für Indirekteinleiter Wozu dienen diese Regelungen? • Dem Schutz des Betriebs der Kanalisation • Dem Schutz des Materials der Kanalisation und der Kläranlage • Dem Schutz des Betriebs der Kläranlage Dr. Horst Schuessler

8. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 8 Gesetzliche Vorgaben in Deutschland Für Direkteinleiter Wasserhaushaltsgesetz (Bundesrecht) mit Regelungen für die verschiedenen Industriebereiche Dr. Horst Schuessler

9. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 9 Gesetzliche Vorgaben in Deutschland Für Direkteinleiter der Nahrungsmittelindustrie vorgeschriebene Grenzwerte: CSB 110 mg/l BSB5 25 mg/l NH4-N 10 mg/l Pges 2 mg/l Außerdem gelten die gesetzlichen Grenzwerte für die Einleitung gefährlicher Stoffe! Dr. Horst Schuessler

10. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 10 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Mechanische und chemisch-physikalische Verfahren: Neutralisation Siebverfahren Misch- und Ausgleichsbecken Fällung / Flockung Sedimentation Flotation Dr. Horst Schuessler

11. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 11 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Neutralisation Jedes unnötige Neutralisieren erhöht die Salzbelastung des Abwassers Deshalb: Mineralsäuren:neutralisieren Organische Säuren: biologisch leicht abbaubar Laugen: werden durch CO2-Produktion im biologischen Reinigungsverfahren neutralisiert! Dr. Horst Schuessler

12. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 12 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Siebverfahren • Siebe sind wirkungsvoller als Rechen • kleine Lochdurchmesser (1 – 1,5 mm) verstopfen weniger als größere (2 – 3 mm) • Vorsicht bei weichen abbsiebbaren Stoffen! Dr. Horst Schuessler

13. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 13 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Misch- und Ausgleichsbecken • zum Ausgleich schwankender Volumenströme als Speicherbecken mit wechselndem Wasserspiegel und Abwasservolumen • zum Ausgleich von Konzentrationsschwankungen als Ausgleichsbecken mit ständig gleichbleibendem Abwasservolumen  nicht miteinander kombinierbar! Dr. Horst Schuessler

14. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 14 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Misch- und Ausgleichsbecken • gute Belüftung erforderlich, um Anfaulen des Abwassers zu vermeiden • Belüftung auf mindestens 50 % BSB-Eliminierung auslegen Dr. Horst Schuessler

15. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 15 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Fällung / Flockung • bei organisch belasteten Abwässern in der Regel nicht sinnvoll bei nachgeschalteter biologischer Reinigung  Möglichst nur in der Metall- und artverwandten Industrie anwenden! Dr. Horst Schuessler

16. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 16 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter • Sedimentation • • Sedimentation nur einsetzen bei sehr gut absetzbaren Stoffen • kurze Durchflusszeiten • keine negativen Auswirkungen (Anfaulen, erschwerte biologische Behandlung, Geruch) Dr. Horst Schuessler

17. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 17 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Flotation • sinnvoll bei Fett, Öl, Eiweißflocken (auch zur Wertstoffrückgewinnung aus dem Abwasser) • bester Wirkungsgrad bei Entspannungsflotation (teuer!) • zur Abscheidung leicht flotierbarer Stoffe (Fett, Schlachtabfälle, Federn) Einsatz einer preiswerten mechanischen Flotation möglich Dr. Horst Schuessler

18. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 18 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Mögliche Einsatzziele: • Vorbehandlung zur Indirekteinleitung • Reinigung zur Direkteinleitung • Reinigung zur Rezirkulation Dr. Horst Schuessler

19. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 19 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren generelle Unterscheidungen: suspendierte Biomasse (Belebungsverfahren) – fixierte Biomasse (Festbettreaktor) aerobes Verfahren – anaerobes Verfahren Dr. Horst Schuessler

20. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 20 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren • alle Verfahren sind altbewährt • ständige Entwicklung neuer Untervarianten als „großer Fortschritt“ Aber: Die Gesetzmäßigkeiten der biologischen Abbaukinetik sind immer gleich. Zaubern kann keiner! Dr. Horst Schuessler

21. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 21 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Verfahrensaufteilung nach: Art des Stoffwechsels Art des Wachstums Prozesstemperatur Jedes dieser Kriterien hat entscheidenden Einfluss auf Reaktorbauweise, Reaktorgröße, Energieverbrauch und anfallende Schlammmenge Dr. Horst Schuessler

22. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 22 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Art des Stoffwechsels: aerobe Verfahren • organische Stoffe werden oxidiert • zur Deckung des Energiebedarfs werden im Energie-stoffwechsel organische Stoffe z.T. in anorganische Endprodukte (CO2, H2O, NO3) umgewandelt • im Baustoffwechsel wird neue Zellsubstanz gebildet • in der Regel nur eine Bakteriengruppe mit einem Abbauschritt Dr. Horst Schuessler

23. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 23 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Art des Stoffwechsels: anaerobe Verfahren •Abbau organischer Stoffe ohne Zufuhr von Sauerstoff • am Abbau beteiligt sind 3 Bakteriengruppen in 4 Abbauschritten: Dr. Horst Schuessler

24. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 24 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Art des Stoffwechsels: anaerobe Verfahren • Hydrolyse • Bildung von organischen Säuren, Alkoholen, Aldehyden, CO2, H2 • Bildung von Essigsäure • Bildung von Methan und CO2 Dr. Horst Schuessler

25. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 25 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Art des Wachstums • suspendiertes Wachstum (einzelne, frei schwimmende Zellen oder Bakterienflocken) • Wachstum auf Trägermaterial Dr. Horst Schuessler

26. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 26 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Biologische Verfahren Prozesstemperatur Die Erhöhung der Prozesstemperatur bis zu einem bestimmten Optimum beschleunigt die biochemischen Umsetzungsprozesse • mesophiler Bereich (bis 40° C) • thermophiler Bereich (über 40° C) Dr. Horst Schuessler

27. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 27 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Aerobe Verfahren: suspendiertes Wachstum (Belebungsverfahren) • Bemessung nach der Schlammbelastung • Grenzen des Verfahrens: Schlammbelastung, Sauerstoffversorgung, Turbulenz, Temperatur • Problem der Prozessstabilität (Blähschlamm, Stoßbelastungen) • zur Vorbehandlung: Hochlastverfahren • für Direkteinleiter: niedrige Schlammbelastung im Stabilisierungsbereich Dr. Horst Schuessler

28. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 28 Vorbehandlungs- und Vollreinigungsverfahren Aerobe Verfahren: Wachstum auf Trägermaterial (Festbettverfahren) • Kunststofftropfkörper Bemessung nach der Raumbelastung auf verstopfungsfreies Trägermaterial achten Überschussschlamm kann abgesiebt werden • Tauchkörper drehende oder feststehende Tauchkörper Bemessung nach der Raum- oder Flächenbelastung Dr. Horst Schuessler

29. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 29 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Anaerobe Verfahren • Vielfach angewendet bei Betrieben mit organisch stark belasteten Abwässern • wegen der verschiedenen, aufeinander aufbauenden Stoffwechselschritte ist ein störungsfreier Betrieb nur möglich, wenn die jeweiligen Stoffwechselschritte mit gleicher Geschwindigkeit nacheinander ablaufen Dr. Horst Schuessler

30. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 30 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Anaerobe Verfahren • der sensible Abbauprozess muss für einen störungsfreien Betrieb durch eine je nach Abwasserzusammensetzung unterschiedliche Prozesstechnik optimiert werden Dr. Horst Schuessler

31. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 31 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Anaerobe Verfahren ohne Vorversäuerung mit Vorversäuerung ohne Biomassenanreicherung mit Biomassenanreicherung • Abtrennung und • Rückführung • intern • extern • Aufwuchs • auf festem • Trägermaterial • auf beweglichem • Trägermaterial Aggregation (Pellets, Granulars) Dr. Horst Schuessler

32. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 32 Vorbehandlungsverfahren für Indirekteinleiter Anaerobe Verfahren einem anaeroben Reinigungsverfahren ist bei Direkteinleitung immer ein aerobes Verfahren nachzuschalten Dr. Horst Schuessler

33. Workshop “Wasser- und Abwasserprobleme in der Leicht-Industrie” Changsha, 15.08.2002 33 Zusammenfassung Definition und gesetzliche Vorgaben Indirekteinleiter – Direkteinleiter Chemisch-physikalische Vorbehandlungsverfahren Biologische Vorbehandlungs- und Reinigungsverfahren Dr. Horst Schuessler