Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des Gesamtforschungsvorhabens ist die Erarbeitung biologischer und bioverfahrenstechnischer Grundlagen der Teilstrom-
\nbehandlung von F\u00e4rbereiabw\u00e4ssern sowie die Umsetzung der erhaltenen Ergebnisse in eine Pilotanlage, um M\u00f6glichkeiten und Grenzen der Wiederverwertung des Mischabwassers eines Textilveredlungsbetriebes zu ermitteln.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenAm Beispiel recalcitranter Reaktivfarbstoffe und des Abwassers der KKV-F\u00e4rbung werden grundlegende biologische und bioverfahrenstechnische Untersuchungen zur Teilstrombehandlung dieser hochkonzentrierten Abwasserteilstr\u00f6me durchgef\u00fchrt sowie die erhaltenen Ergebnisse in einer Pilotanlage umgesetzt. Die erzielten Untersuchungsergebnisse sind die Basis zur Konzeptionierung eines Teilstrombehandlungsverfahrens und erm\u00f6glichen die Auslegung einer Teilstrombehandlungsanlage im technischen Ma\u00dfstab.
\nInnerhalb der Projektlaufzeit wurden die im Labor erzielten Ergebnisse in einer 30 l-Pilotanlage mit dem Betriebsabwasser des Kooperationspartners getestet. Die Arbeiten zur Teilstrombehandlung der Restflotten wurden soweit vorangetrieben, da\u00df eine verfahrenstechnische Auslegung erm\u00f6glicht wird. Alle im Forschungsprojekt durchgef\u00fchrten Versuche wurden so ausgerichtet, da\u00df die Ergebnisse grunds\u00e4tzlichen Modelcharakter f\u00fcr die Behandlung hochkonzentrierter F\u00e4rbereiabw\u00e4sser mit wasserl\u00f6slichen Azofarbstoffen aus der Textilveredlungsindustrie (TVI) besitzen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Bei dem entwickelten Abwasserbehandlungsverfahren zur Reinigung hochkonzentrierter Restflotten der Reaktivf\u00e4rberei findet innerhalb eines 7t\u00e4gigen Behandlungszeitraumes in einem sequentiell absatzweise betriebenen Kombinationsreaktor (Sequencing Batch Reactor, SBR) zeitlich nacheinander eine anoxische Reduktion und eine aerobe Behandlung statt. Die Entf\u00e4rbung erfolgt durch eine anoxische Farbstoffspaltung (pH = 8,5 Redoxpotential < 350mV, 35\u00b0C, 12 gBTM\/L). Sowohl mit einzelnen Reaktivfarbstoffen als auch mit realem Abwasser der KKV-F\u00e4rberei mit einer mittleren Farbstoffkonzentration von 20 g L-1 wurde innerhalb eines Zeitraumes von 20 und 60 h ohne Zugabe von Auxiliarsubstrat eine nahezu vollst\u00e4ndige reduktive Entf\u00e4rbung erzielt. Die hierf\u00fcr erforderliche unspezifische Bakterienmischkultur wird in einem nachgeschalteten aeroben Proze\u00df beim weitergehenden biologischen Abbau der Spaltprodukte und durch die gleichzeitig aerobe Behandlung eines im Betrieb anfallenden Teilstromes mit leicht verwertbaren Abwasserinhaltsstoffen (Wei\u00dfausbrennerflotte) produziert und bereitgestellt. Um eine weitere Verbesserung des biologischen Abbaus der unter anoxischen Bedingungen gebildeten und teilweise hemmend wirkenden Spaltprodukte zu erreichen, wurde das Verfahren um eine Teiloxidation mit Hilfe von Ozon erweitert. Diese Oxidation erfolgt im Bypass zur aeroben Phase, w\u00e4hrende die Biomasse mit Hilfe einer Querstromfiltration zur\u00fcckgehalten wird. Mit dieser Proze\u00dff\u00fchrung wurde bei realen KKV-Restflotten eine Steigerung der biologischen Abbaubarkeit der Spaltprodukte um 90% und des Gesamt-CSB des Textilabwassers um 95% bei einem spezifischen Ozonverbrauch von 5,7 gOzon\/gDOC in Laboruntersuchungen und 2,2 gOzon\/gDOC in der Pilotanlage erzielt. Wenn die Teiloxidation im Kreislaufstrom einer biologischen Stufe durchgef\u00fchrt wird, so da\u00df teilweise oxidierte Spalt-\nprodukte unmittelbar biologisch umgesetzt werden, dann f\u00fchrt diese Proze\u00dff\u00fchrung zur Verbesserung der Reaktionsselektivit\u00e4t und damit zur Einsparung von Ozon. Die Konzentration an adsorbierbaren halogenorganischen Verbindungen (AOX) wurde durch die Teiloxidation von 1600 \u00b5g\/L AOX auf Werte von 140 \u00b5g\/L AOX um etwa 90% verringert. Der im Entwurf des Anhang 38 vorgesehene Grenzwert von 500 \u00b5g\/L AOX f\u00fcr ein Mischabwasser wird somit in diesem behandelten, vormals hochbelasteten Abwasserteilstrom deutlich unterschritten. Mit Hilfe unterschiedlicher Hemmtests (Leuchtbakterientest mit Vibrio fischeri, Daphnien-Test mit Daphnia magna und Sauerstoffverbrauchhemmtest mit Pseudomonas putida) wurde der Behandlungsverlauf in der aeroben Phase des Behandlungsprozesses kontrolliert. Bei Toxizit\u00e4ten von ca. G = 2600 nach der anoxischen Farbstoffspaltung nimmt die Hemmwirkung w\u00e4hrend der Teiloxidation bis auf Werte von G = 16 bei einem Ozonverbrauch von 2,2 g03\/gDOC ab. Es konnte gezeigt werden, da\u00df kein direkter Zusammenhang zwischen akuter Toxizit\u00e4t, organischer Belastung und Gehalt an absorbierbaren halogenorganischen Verbindungen besteht. Basierend auf den in einer 30 l-Pilotanlage experimentell ermittelten Ergebnissen konnten die Investitions-\nkosten f\u00fcr eine technische Anlage, die etwa 1,5 m3 konzentrierte KKV-Restflotte bzw. 6 m3 konditionierte Restflotte behandelt mit ca. 450.000,00 DM und die j\u00e4hrlichen Betriebskosten dieser Anlage mit ca. 55.000,00 DM abgesch\u00e4tzt werden. Insbesondere vor dem Hintergrund steigender Abwassergeb\u00fchren, Schlammentsorgungskosten sowie der Forderung nach einer Behandlung von Teilstr\u00f6men der F\u00e4rberei gem\u00e4\u00df Entwurf zum Anhang 38 zur Allgemeinen Rahmen-AbwasserVwV ist die Reinigung derartig hochbelasteter Teilstr\u00f6me der Textilveredlung mit dem entwickelten kombinierten biologisch-chemischen Behandlungsverfahren wirtschaftlich und \u00f6kologisch sinnvoll.\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\n7 Publikationen, 6 Vortr\u00e4ge, 3 Posterpr\u00e4sentationen,1 Messeexponat auf der Achema `97\n\n\nFazit\n\nIm vorliegenden Forschungsprojekt wurde ein Sequencing Batch-Verfahren zur Teilstrombehandlung hochkonzentrierter Restflotten der Reaktivf\u00e4rbung aus der Textilveredlungsindustrie entwickelt und in einer Pilotanlage untersucht. Die Restflotten der KKV-F\u00e4rberei aus dem Betrieb des Industriepartners (maximaler Tagesaussto\u00df hochkonzentrierter Flotten ca. 1,1 m3 d-1) k\u00f6nnen mit dem entwickelten Reinigungsverfahren bei j\u00e4hrlichen Kosten von ca. 95.000,00 DM in bezug auf die Abwasserparameter DOC, CSB zu ca. 90% gereinigt und zu 98% entf\u00e4rbt werden (Parameter DFZ). Die akute Hemmwirkung von toxischen Verbindungen in Leuchtbakterien-, Daphnienbewegungs- und Sauerstoffverbrauchshemmtests wird zu 99% verringert. In Untersuchungen an einer technischen Anlage im Textilveredlungsbetrieb mu\u00df nun gezeigt werden, da\u00df der gereinigte, vormals hochbelastete Teilstrom der KKV-F\u00e4rberei das Mischabwasser nicht mehr f\u00e4rbt, so da\u00df ein Recycling eines Teils des Mischabwassers m\u00f6glich wird. Hierzu w\u00e4re zus\u00e4tzlich ein Konzept zur Behandlung gering belasteter Sp\u00fclw\u00e4sser beispielsweise durch Oxidation mit Ozon sinnvoll. Die gesamten Behandlungskosten m\u00fcssen dann mit den Kostenersparnissen beim F\u00e4llungs- und Flockungsmitteleinsatz in der Mischabwasser-\nbehandlung sowie den Schlammentsorgungskosten verglichen werden. Die Kosten f\u00fcr eine Flockungs- und F\u00e4llungsbehandlung von Mischabwasser aus Textilveredlungsbetrieben betrugen bereits im Jahr 1984 1,61 DM x m-3. Bei einem Abwasseraufkommen im Betrieb des Industriepartners von ca. 629.000 m3 pro Jahr betragen die gesamten Betriebskosten f\u00fcr diesen Behandlungsschritt somit etwa 1 Mio. DM j\u00e4hrlich. Etwa 75% der emittierten Farbstofffracht des Betriebes des Industriepartners stammen aus der Foulardf\u00e4rberei mit reaktiven Azofarbstoffen. Die Restflotten aus den F\u00e4rbefoulards enthalten ca. 73% der insgesamt im Betrieb emittierten Reaktivfarbstoffe. Geht man davon aus, da\u00df die Flockungs- und F\u00e4llungschemikalien nur zu etwa 20% f\u00fcr die Entfernung dieser Farbstofffracht verwendet werden, so betragen die Kosten, die f\u00fcr die konventionelle Behandlung dieses konzentrierten Teilstroms aufgebracht werden m\u00fc\u00dften, ca. 110.000,00 DM pro Jahr. Diesen Kosten f\u00fcr die konventionelle Behandlung stehen j\u00e4hrliche Kosten f\u00fcr die Anschaffung und den Betrieb der hier entwickelten Teilstrombehandlungsanlage von etwa 95.000,00 DM gegen\u00fcber. Ber\u00fccksichtigt man, da\u00df der Schlamm aus der Flockung und F\u00e4llung in Zukunft nur unter sehr viel h\u00f6herem Kosten- aufwand zu entsorgen sein wird, so bietet der Einsatz des erarbeiteten Abwasserbehandlungsverfahrens neben den \u00f6kologischen auch wirtschaftliche Vorteile.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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