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Der Betriebsleiter 5/2019

Der Betriebsleiter 5/2019

01 02 INDUSTRIELLE

01 02 INDUSTRIELLE ABWASSERREINIGUNG – UNTERIRDISCH GUT UMWELTTECHNIK Bei der Milchwerk Jäger GmbH fällt Abwasser vor allem bei der klassischen Milchverarbeitung und bei der Milchpulvertrocknung an. Diese Abwässer wurden bisher vollständig auf der kommunalen Kläranlage mitbehandelt. Aufgrund der hohen Auslastung der Kläranlage war diese zuletzt nicht mehr in der Lage, die Ablaufgrenzwerte dauerhaft und zuverlässig einzuhalten. Daher stand die Realisierung einer eigenen Abwasservoll- oder -teilreinigung zur Debatte. Aufgrund der besonderen Abwassercharakteristik der Brüdenkondensate und Molkepermeate – recht hohe Stickstoffwerte – wurde zunächst eine Pilotierung vereinbart. Wegen der beengten Platzverhältnisse wurde die Membranbiologie favorisiert. Mit einer Biomem-Pilotanlage der Firma Huber wurden die Abbaueigenschaften und die generelle Eignung des Membranbelebungsverfahrens für diese Abwässer erprobt. Zentraler Bestandteil der Anlage ist die Membranbiologie – ein kombiniertes Becken, in dem der biologische Schmutzstoffabbau und die Membranfiltration mit UF-Modulen quasi simultan stattfinden. Diesen Kammern zugeordnet sind Gebläse, Pumpen sowie Autor: Torsten Hackner, Leiter Industrie, Thomas Pohlers, Vertriebsmanager Industrie, beide Huber SE, Berching die Steuerungsanlage, um die gesamte Anlage vollautomatisch betreiben zu können. Über intelligente Betriebsweisen der Beschickung können durch die Anlagentechnik verschiedene Varianten der Denitrifikation getestet werden. Alle Betriebsparameter werden durch die Steuerungsanlage geloggt, chemische Parameter wurden vom betriebseigenen Analyselabor mit untersucht. AUSFÜHRLICHE VORPILOTIERUNG Das Abwasser wurde zunächst in einem kleinen Puffertank vorgelegt, weil darin die tatsächliche spätere Abwasserzusammensetzung besser simuliert werden konnte. Sämtliche Anlagenkomponenten wurden isoliert und beheizt, um ein Zufrieren im Winter zu verhindern. Um qualifizierte Mischproben aus dem Puffertank und dem Ablauf zu erhalten, wurden automatische Probenehmer installiert. Aufgrund der im Verhältnis zum Stickstoff niedrigen CSB-Werte wurde Restmolke in den Zulauf gemischt, um einen vollständigen Abbau des Stickstoffs in der Denitrifikationsphase zu ermöglichen. Daneben erfolgte eine regelmäßige Dosierung von etwas Natronlauge, um die pH-Werte im neutralen Bereich zu halten, eine Grundvoraussetzung für biologischen Schmutzstoffabbau und stabile Schlammstruktur in einer Membranbiologie. Die Aufgabenstellung war, den Betrieb einer Membranbiologie mit der Huber Biomem zu verifizieren und die Reduktionsleistungen hinsichtlich der Stickstofffrachten aus der Molkebehandlung des Milchwerkes Jäger zu überprüfen. Hier konnten für alle Leitparameter sehr gute Ablaufwerte erzielt werden, teils weit unter den typischen Anforderungen für Einleiter dieser Größenklasse. Schwankungen der Abbauleistungen hingen zum einen mit Schwankungen in der Abwasserzusammensetzung zusammen, und zum anderen verursachten betriebsbedingte Störungen kurzfristige Ausfälle (z. B. zu geringe Sauerstoffversorgung). In einer großtechnischen Anlage sollten sowohl schwankende Zulaufkonzentrationen als auch betriebsbedingte Schwankungen deutlich geringer sein, wobei hier ein ausreichend großes Mischund Ausgleichsbecken errichtet werden sollte. Dadurch werden S16 SUPPLEMENT 1/2019

01 Membranbiologie: In der Filtrationskammer wird das gereinigte Abwasser abgezogen und einem kleinen Vorfluter zugeführt 02 Für das klassische Produktionsabwasser kommt eine Druckentspannungsflotation zum Einsatz 03 Die Eindickung des Flotat- und Überschussschlamms erfolgt mit einem Scheibeneindicker sowohl eine gleichmäßige Belastung auf die biologische Reinigung, als auch konstante Ablaufwerte und eine hohe Betriebsstabilität erreicht. Eine automatisierte pH-Wert-Regelung sorgt für eine Verbesserung der allgemeinen Betriebsstabilität. Die Dosierung von Molke als externe Kohlenstoffquelle ist notwendig, um eine ausreichende Versorgung der Mikroorganismen und v. a. eine ausreichende Denitrifikation zu gewährleisten. Insgesamt konnten bis auf wenige, betriebsbedingte Ausreißer sehr gute Ablaufwerte erzielt werden. Es wurde damit der Nachweis erbracht, dass die Brüdenkondensate und Permeate ohne Probleme mit einer Membranbiologie behandelt werden können, einhergehend mit dem geringeren Platzbedarf einer solchen Variante im Vergleich zu konventioneller Abwasserreinigung. ABGESTIMMTER LÖSUNGSVORSCHLAG Aus den Ergebnissen der Vorpilotierung und den Erfahrungen des Ingenieurbüros mit Abwässern aus der milchverarbeitenden Industrie wurde im Anschluss die Umsetzung des neuen Abwasserkonzepts begonnen. Besonderes berücksichtigt wurden dabei die extrem beengten Platzverhältnisse im Milchwerk Jäger sowie die mit der Kommune abgestimmten Ablaufanforderungen. Es ging nicht darum, sich komplett von der Einleitung in das Kanalsystem abzukoppeln und das gesamte Abwasser vollständig selbst zu behandeln, sondern es wurde in Abstimmung mit der Kommune und unter Berücksichtigung der Anforderungen der kommunalen Kläranlage ein Gesamtlösungskonzept erarbeitet. Daher beschränkte man sich darauf, nur die o. g. Abwässer aus der Brüdenkondensation sowie Molkepermeate komplett aufzubereiten und direkt einzuleiten, während die verbleibenden Produktionsabwässer dagegen nur über eine physikalisch-chemische Behandlung vorentfrachtet und weiterhin dem öffentlichen Kanalnetz zugeführt wurden. Dieses Konzept hat den Vorteil, dass die für die kommunale Kläranlage besonders kritischen stickstoffreichen Abwässer komplett auf dem Betriebsgelände behandelt werden, aber die für die Auslastung der Kläranlage notwendigen Produktionsabwässer nach wie vor zugeführt werden. Außerdem besteht im Notfall die Möglichkeit, das gesamte Abwasser dem Kanalnetz zuzuführen. SORGFÄLTIGE UMSETZUNG 03 Die Milchwerk Jäger GmbH hat zwei unterschiedliche Abwasserarten, für die verschiedene Behandlungskonzepte vorgesehen wurden. Zum einen handelt es sich um ein klassisches Produktionsabwasser aus der Käseherstellung, reich an Fett, Feststoffen und CSB, das zunächst in einer 165 m³ fassenden Vorlage gesammelt wird. Ein installiertes Rührwerk sorgt für gute Durchmischung und Homogenisierung und damit eine gleichmäßige Belastung auf die folgende Abwasseranlage. Diese ist mit einer sogenannten Druckentspannungsflotation des Typ Huber HDF S20 ausgestattet. Der Flotation vorgelagert ist die Abwasserkonditionierung mit Röhrenflockulator, zugeordneter Dosierung und Einmischung von Fällungsmittel, Flockmittel sowie Säure, Lauge und Entschäumer – je nach Abwasserbeschaffenheit. Das so vorbehandelte Abwasser-/Schlammgemisch wird in der Flotation mit dem luftgesättigten und entspannten Klarwasserrücklauf vermischt, wobei die entstehenden feinen Luftblasen mit den Feststoffen nach oben strömen und so für einen voreingedickten Schlammteppich an der Behälteroberfläche sorgen. Das nahezu feststofffreie Abwasser fließt über Strömungsleitbleche dem Ablauf zu. Der Schlammteppich wird über ein Oberflächenräumsystem abgezogen und dem Schlammablauf der Flotation zugeführt. Der Flotatschlamm kommt in den Nassschlammspeicher. Der zweite Abwasserstrom kommt aus der Kondensation von Trocknungsbrüden sowie aus der Eindickung und Aufkonzentrierung von Molken (sog. Molkepermeate). Dieses Abwasser ist relativ arm an Feststoffen und CSB, weist aber einen verhältnismäßig hohen Stickstoffgehalt auf. Dieser Stickstoff, aber auch der enthaltene CSB werden über eine zweistraßige Membranbiologie behandelt, wobei für eine effektive Denitrifikation und wegen des niedrigen CSB-Gehalts Restmolke zugeführt wird. Über zwei VRM 30/18 RF-Maschinen werden maximal 80 m³/h gereinigtes Abwasser abgezogen und einem kleinen Vorfluter zugeführt. Zur Reduzierung der Belagsbildung der UF-Membranen werden diese regelmäßig mit Permeat aus der zweiten Straße zurückgespült, von Zeit zu Zeit mit Zudosierung von Reinigungschemikalien. Überschussschlamm wird aus der Biologie abgezogen und der maschinellen Schlammeindickung zugeführt. Hierzu wird der Schlamm mit Polymer versetzt, auf den S-Disc Scheibeneindicker geleitet, gravitär eingedickt und im Nassschlammspeicher zwischengespeichert. Aus Platzgründen ist die Gesamtanlage komplett unterirdisch ausgeführt und verschlossen. Die gesamte Abluft wird über einen Biofilter geführt, um Geruchsbelästigung der direkt angrenzenden Anwohner auf ein Minimum zu begrenzen. Das Milchwerk Jäger hat die gesamte Steuerungstechnik und das Prozessleitsystem selbstständig nach eigenem Standard ausgeführt und automatisiert. Zur optimalen Regelung der Chemikalienzugabe in der Druckentspannungsflotation wurde erstmalig eine trübungsabhängige Steuerung der Chemikaliendosierung installiert. Dadurch soll der Verbrauch an Chemikalien – im Gegensatz zu einer reinen Volumenregelung – bedarfsgerecht an die tatsächliche Zulaufsituation angepasst werden. In der Biologie kommt eine kombinierte Ammonium-/Nitratsonde zum Einsatz, um die Nitrifikations- und Denitrifikationszeiten optimal zu steuern. Aufgrund der starken Schwankung der Zulaufzusammensetzung werden so die Phasen bedarfsgerecht geregelt. Die gesamte Anlagentechnik wurde im Herbst 2017 in Betrieb gesetzt, nach entsprechenden Einfahr- und Optimierungsbetrieb ist die Anlage seit Mitte 2018 im Regelbetrieb. Fotos: Huber www.huber.de SUPPLEMENT 1/2019 S17

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