Projekt 13798/01

Entwicklung eines Verfahrens zur gemeinsamen Behandlung von häuslichen und gewerblichen Abwässern aus einer Bäckerei in einer Kleinkläranlage

Projektträger

Bredehöft & Partner
Lammhorn 18
27624 Lintig
Telefon: 04745/9474-0

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Die derzeit auf dem Markt befindlichen Verfahrensvarianten an Kleinkläranlagen sind nicht oder nur unzureichend in der Lage, die Abwässer sehr kleiner Gewerbebetriebe befriedigend mitzubehandeln. Die Ablaufwerte von Kleinkläranlagen, in denen Bäckereiabwässer mitbehandelt werden, schwanken erheblich und betragen bis zu 2.000 mg/l CSB. Wesentliche Probleme resultieren einerseits aus der hohen organischen Fracht aus Bäckereiabwässern und einer daraus resultierenden Überlastung der Kläranlage im aeroben Anlagenteil und einer Versäuerung des Abwassers durch anaerobe Umsetzungen, sowie andererseits aus den schlechten Absetzeigenschaften des Abwassers durch Mehlbestandteile.

Ziel des Projektes war es, die Eignung eines Verfahrens zur gemeinsamen Behandlung von häuslichen und gewerblichen Abwässern aus Bäckereien in einer Kleinkläranlage zu verifizieren. Die aerobe Abwasserreinigung erfolgte in einer Einbeckenkläranlage mit Aufstaubetrieb und nachgeschaltetem, vertikal durchströmten Bodenfilter und die Vorklärung in einer modifizierten Mehrkammergrube, deren Betriebsweise den besonderen Abwasserverhältnissen angepasst wird. Ergänzend wurden Untersuchungen an einer Versuchsanlage im Labormaßstab durchgeführt, um für die drei Verfahrensvarianten der Einbeckenkläranlage (SBR / SBBR) maximale Abbauleistungen und daraus abgeleitete Bemessungsangaben zu ermitteln.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenNach dem Bau der Anlage durch die Firma Bredehöft & Partner sollte diese im Rahmen von 3 Versuchsphasen optimiert werden. Die Versuchsphasen wurden vom Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Universität Hannover begleitet. Untersucht wurden in der aeroben Reinigungsstufe der Betrieb der Einbeckenkläranlage mit und ohne Aufwuchsträger für Biomasse (SBBR / SBR) und die Auswirkungen auf die Reinigungsleistung und Betriebsstabilität. Daneben wurde die Leistungsfähigkeit des Bodenfilters sowie der Versuchsanlage erfasst. Hierzu wurden die Zu- und Ablaufzusammensetzungen bestimmt. Die Vorklärung sollte durch eine zusätzliche Belüftung verbessert werden. Die Untersuchung innerbetrieblicher Zusammenhänge der Bäckerei sollte Aufschluss über Möglichkeiten der Abwasservermeidung geben.


Ergebnisse und Diskussion

Zum Gesamtprojekt liegt der ausführliche Abschlussbericht von August 2000 vor.
Das Ziel des Projektes konnte erreicht werden. Besonders geeignet zur gemeinsamen Behandlung von häuslichen und gewerblichen Abwässern aus Bäckereien in einer Kleinkläranlage ist das SBR-Verfahren mit nachge-schaltetem Bodenfilter. Die Bäckereiabwässer sind gekennzeichnet durch einen sehr geringen pH-Wert von unter 5 und hohen organischen Frachten. Eine Abschätzung der täglichen Abwasserfrachten aus der untersuchten Bäckerei ergab im Ablauf der Vorklärung 2 kg CSB, 1,3 kg BSB5, 55 g N, 5 g P und 220 gTS0. Bei der untersuchten Bäckerei handelte es sich um einen kleinen Familienbetrieb mit einem Abwasseranfall in der Bäckerei von im Mittel 0,5 m3/d bei einer täglichen Gesamtabwassermenge einschließlich der häuslichen Abwässer von im Mittel 0,9 m3. Die gewerblichen Abwasserfrachten aus der kleinen Bäckerei entsprechen damit bei einer hydraulischen Belastung von 0,5 m3/d einer BSB5-Fracht von 32 EGW. Möglichkeiten der Abwasservermeidung und Verringerung der Schmutzfrachten im Abwasser einer Bäckerei liegen im Einsatz von Sieben und einer umfangreichen trockenen Entfernung von Feststoffen und Resten vor der Nassreinigung.
Die Ergebnisse hinsichtlich der Vorklärung sind, dass dort hauptsächlich eine Elimination von Feststoffen und ein Ausgleich der starken Zulaufschwankungen erfolgt. Der biologische Abbau ist bei einer Aufenthaltszeit von 3 Tagen gering. Das Abwasser in der Vorklärung wird nicht zusätzlich belüftet, da eine aerobe biologische Reinigung des angesäuerten Abwassers problemlos möglich ist.
Ein Vergleich der drei untersuchten Verfahrensvarianten (Biofilmreaktor mit getauchtem Festbett im Aufstaubetrieb, SBR und Biofilmreaktor mit moving-bed-Material im Aufstau-betrieb) ergab, dass der Betrieb der Biofilmanlagen keinen Vorteil gegenüber dem ausschließlichen Belebungsverfahren im SBR hatte. Das Aufwuchsmaterial war nicht oder nur mit einem sehr schwach anhaftenden lockeren Biofilm bewachsen. Die Bildung von Schlammflocken erfolgte bevorzugt gegenüber der Bildung eines Biofilms im SBBR, da das Bäckerei-Abwasser mit hohen organischen Schadstoffkonzentrationen eine hohe Biomassenproduktion bedingt. Der Anlagenbetrieb hat gezeigt, dass ein besonderes Augenmerk auf die Ausgestaltung der Abzugsvorrichtung zu legen ist, damit kein Schlamm in den Ablauf gelangt sowie die Schlammstruktur, die bei TS-Gehalten von 3 g/l und einem Schlammindex von 190 ml/g nicht optimal war. Der Betrieb der Versuchsanlage im Labormaßstab hat bestätigt, dass die Behandlung der Bäckerei-Abwässer im SBR am leistungsfähigsten ist. Hierbei ist zu beachten, dass das Volumenaustauschverhältnis sowie die Beschickungszeit und -Häufigkeit so zu gestalten sind, dass nur sehr kurzfristig pH-Werte < 6,5 auftreten. Eine stoßweise Beschickung beeinflusst die Schlammabsetzeigenschaften positiv.
Eine Behandlung der Abwässer mit der Verfahrenskombination SBR und nachgeschaltetem Bodenfilter ist besonders empfehlenswert, da erstens der Bodenfilter einen sehr guten Feststoff-Rückhalt gewährleistet und zweitens zur Vergleichmäßigung der hydraulischen Belastung des Vorfluters beiträgt. Die mittleren Ablaufwerte der Bäckerei-Kleinkläranlage liegen bei 22 mg/l CSB bzw. 4 mg/l BSB5 und damit weit unter den gesetzlichen Vorgaben von 150 mg/l CSB bzw. 40 mg/l BSB5. Der Energieverbrauch die-ser Kleinkläranlage liegt bei optimalem Betrieb im unteren Bereich von Kleinkläranlagen mit Belebungsverfahren. Der Bodenfilter ist bei Havarieereignissen der technischen Anlage kurzzeitig in der Lage, organische Belastungen weitgehend abzubauen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Fa. Bredehöft & Partner GmbH, Lammhorn 18, 27624 Lintig, Ansprechpartner: Herr Dipl.-Ing. Uwe Sen-nert, Tel. 04745 / 94 74 -0, Fax -20; Kommunale Umwelt-AktioN U.A.N., Arnswalderstrasse 28, 30159 Hannover, Ansprechpartnerin: Frau von Felde, Telefon 0511 / 302 85 -60, Fax -56 (ehemalige Mitarbeiterin des ISAH Institutes für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik der Universität Hannover).
Öffentlichkeitsarbeit:
Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens wurden auf einer Veranstaltung der Kommunalen Umwelt AktioN U.A.N. am 15.2.2000 in Walsrode vorgestellt. Darüber hinaus wurde das Projekt allen interessierten Fachleuten durch eine Veröffentlichung im Fachjournal des ATV-DVWK, in der Korrespondenz Abwasser im Heft 10/2000, das sich schwerpunktmäßig mit den Problemen im ländlichen Raum beschäftigt, zugänglich gemacht.


Fazit

Aufgrund der hohen Kanalkosten im ländlichen Raum mit dünner Besied-lungsdichte wird die Abwasserreinigung in Kleinkläranlagen auch zukünftig einen hohen Stellenwert haben. Im Projekt wurde das Ziel der Untersuchungen erreicht, ein geeignetes Verfahren zur gemeinsamen Behandlung von häuslichen und gewerblichen Abwässern aus Bäckereien zu entwickeln und es in einer kleinen Bäckerei/ Familienbetrieb, modellhaft zu installieren. Die wissenschaftliche Begleitung der mehr als einjährigen Betriebszeit der Bäckerei-Kleinkläranlage hat gezeigt, dass eine vollständige biologische Reinigung dieser Abwässer möglich ist. Eine Behandlung die-ser Abwässer mit der Verfahrenskombination SBR und nachgeschaltetem Bodenfilter wird von der Universität Hannover besonders empfohlen, da der Bodenfilter einen sehr guten Feststoff-Rückhalt gewährleistet und zur Vergleichmäßigung der hydraulischen Belastung des Vorfluters beiträgt.