Labor- und halbtechnische Versuche zur Verfahrensoptimierung einer Betriebswasserrecyclinganlage für die Lebensmittelindustrie am Beispiel von Brauereiabwasser

Aktenzeichen 15640/01
Zusammenfassung / Abstract: Dateigröße: 0.11 MB | Zuletzt geändert: 11.08.2009
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Projektträger: AquaTec GmbHInstitut für Wasseraufbereitung
Brunnenstr. 36
74564 Crailsheim
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Telefon: 07951/29597-0
Internet: -
Bundesland: Baden-Württemberg
Beschreibung:
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

In Brauereien und anderen Lebensmittel verarbeitenden Betrieben fallen bei der Produktion große Mengen stark organisch belasteter Abwässer an. Etwa 2/3 dieser Abwassermenge entsteht durch die Reinigung von Produktionsanlagen. Eine wesentliche Wassereinsparung kann nur erfolgen, wenn das für Reinigungszwecke verwendete Wasser gesammelt und recycelt wird.
Die zur Zeit angewandten Verfahren können jedoch zum Recycling von Wasser nur eingesetzt werden, wenn definierte Schmutzstoffe im Wasser vorliegen. Komplexe Abwässer sind mit den herkömmlichen Verfahren soweit zu behandeln, dass das Wasser eine wiederverwendbare Qualität erreicht.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Vorhaben sah folgende Arbeitsschritte vor:
· Detaillierende Studie über die bestehende aktuelle Situation bei der Aufbereitung von Abwässern aus der Lebensmittelindustrie und den Stand der Technik bei der Aufbereitung.
· Weitere Detailstudie über den Einsatz der Anaerobtechnik und Anaerobtechnik mit Membranverfahren.
· Durchführung von Laborversuchen, um die Ausgangsparameter für die Technikumsanlage zu optimieren.
· Auswertung der Laborversuche.
· Bau der Technikumsanlage.
· Betrieb der Technikumsanlage.
· Auswertung der Betriebsdaten.
· Bericht über den Versuchsverlauf und Interpretation der Ergebnisse in Hinsicht auf ein Scale Up in eine industrielle Großanlage.


Ergebnisse und Diskussion

Zum Projekt liegt der ausführliche Abschlussbericht von Februar 2002 vor.
Das AquaTec-Verfahren zeichnet sich durch eine spezielle Verfahrensführung aus, die insbesondere durch die Trennung biologischer Abbauschritte durch Filterstufen bestimmt wird. Im Verfahren kommt ei-ne neu entwickelte Rotorfilterstufe sowie jeweils eine Ultrafilter- und eine Umkehrosmosestufe zum Einsatz. Der erste Meilenstein des Projektes beschäftigte sich mit den Filterstufen. In einer eigens für die Filtertests aufgebauten Versuchsanlage wurde sowohl die Rotorfilterstufe, als auch die Ultrafiltrationsstufe untersucht. Ziel der Versuche war die Ermittlung des optimalen Filtermoduls bzw. Filtermediums sowie die Bestimmung der optimalen Betriebsparameter. Im Rahmen der Filtrationsversuche konnten viele Erkenntnisse hinsichtlich der Filtrierbarkeit unterschiedlicher Abwässer gewonnen werden.
Im zweiten Meilenstein wurde der anaerobe Abbau der organischen Substanzen untersucht. Mit Hilfe einer Laborversuchsanlage (zwei Reaktoren mit einem Volumen von jeweils 35 l) wurden verschiedene Versuchsreihen durchgeführt, die insbesondere die Versäuerung der Hydrolyse zum Forschungsschwerpunkt hatten. Hierbei zeigte sich, dass eine weitgehende Versäuerung bereits im Misch- und Ausgleichsbehälter der Brauerei stattgefunden hat. Dies wiederum hatte zur Folge, dass in der Hydrolysestufe der Versuchsanlage schon eine einsetzende Methanbildung zu beobachten war. Unter Berücksichtigung der Verweilzeit innerhalb der Brauerei konnte der anaerobe Abbau in der Versuchsanlage trotzdem bewertet werden. Eine weitgehende Eliminierung der organischen Abwasserinhaltsstoffe wurde über den gesamten Versuchszeitraum auch bei geringen Aufenthaltszeiten gewährleistet.
Auf Basis der Versuchsergebnisse wird das AquaTec-Verfahren vom Bewilligungsempfänger hinsichtlich seiner Reinigungswirkung als sicher bewertet.
Neben dem Betrieb der Technikumsanlage wurden auf der Kläranlage Crailsheim Batch-Versuche zur anaeroben Vergärung unterschiedlicher Abwässer und Schlämme durchgeführt. Aus den Batch-Versuchen und unterschiedlichen Einstellungen bei der Technikumsanlage wurden Erkenntnisse über die Biogasproduktion in Abhängigkeit verschiedenster Parameter gewonnen. Mit Hilfe der Untersuchung des spezifischen Biogasbildungspotenzials ist es demnach möglich, den Gasertrag des jeweiligen Substrats zu prognostizieren und damit den Energieertrag zu berechnen.
Abschließend wurde das AquaTec-Verfahren im Rahmen einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung mit den Kosten der Brauerei ohne biologische Abwasserreinigung und mit den Kosten für eine biologische Ab-wasserreinigung nach dem UASB-Verfahren (upflow-anaerobic-slugde-blanket) verglichen.
Die Dimensionierung und Ausrüstung der Anlagen sowie die Berechung der Betriebs- und Wartungskosten basieren auf den im Rahmen des Forschungsprojektes gewonnenen Erkenntnissen.
Weiterhin sieht die AquaTec GmbH durch die Realisierung des AquaTec-Verfahrens ökologische Vorteile. Diesbezüglich wird insbesondere die Wiedergewinnung von Brauchwasser sowie die Nutzung von Biogas hervorgehoben.
Durch die Ergebnisse aus den Versuchen konnte eine erste technische Anlage auf einer Kläranlage in Sachsen geplant und gebaut werden.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Während der Projektlaufzeit ist es zu einer Vielzahl von Kontakten auf Tagungen, Messen und Firmenbesuchen gekommen. Insbesondere die Patentanmeldung hat Interesse an dem AquaTec-Verfahren bei kommunalen Kläranlagenbetreibern und Anlagenbaufirmen erregt.


Fazit

Aus dem Betrieb der Biogasversuchsanlage und den verschiedenen Versuchsergebnissen schlussfolgert die AquaTec GmbH, dass das AquaTec-Verfahren für die Behandlung von Brauereiabwasser im techni-schen Maßstab ökologisch und wirtschaftlich geeignet wäre. Vor einer erstmaligen technischen Umsetzung in einem Getränkebetrieb und dem Wiedereinsatz von gereinigtem Produktionsabwasser wären allerdings weitere Detailuntersuchungen erforderlich und offene Fragen zu klären. Des Weiteren wird auf-grund der Ergebnisse eingeschätzt, dass sich das Verfahren zur Behandlung von unterschiedlichen hoch belasteten, flüssigen Industrieabwässern eignet. Eine erste technische Anlage eines Abwasserzweckverbandes in Rodewitz/ Sachsen zur Behandlung des Überschuss- und Primärschlamms der kommunalen Kläranlage steht kurz vor der Fertigstellung.

Förderzeitraum: 03.05.1999 - 01.03.2002 (2 Jahre und 10 Monate)
Fördersumme: 91.183,28
Förderbereich: I.4.2
Themengebiet: Umwelttechnik
Stichworte: Umweltforschung, Klimaschutz, Umwelttechnik, Ressourcenschonung
Publikationen:
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