Abwasserreinigung in der Industrie

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Für die Abwasserreinigung in der Industrie gelten andere Bestimmungen als etwa für private Haushalte. Viele Unternehmen müssen für eine ausreichende Abwasseraufbereitung sorgen, bevor das Wasser in die öffentlichen Kanalnetze eingespeist wird.

Besondere Anforderungen an die Abwasserreinigung in der Industrie

Während die Aufbereitung im öffentlichen Kanalnetz in erster Linie Abwässer aus privaten Haushalten und von gewerblichen Unternehmen betrifft, die keine besonderen Belastungen für die Kläranlagen darstellen, müssen bestimmte industrielle Abwässer bereits vor Einleitung ins öffentliche Netz einer Reinigung unterzogen werden. Die Anforderungen unterscheiden sich dabei zum Teil erheblich von denen, die an „gewöhnliche“ Abwässer gestellt werden.

Eine zentrale Lösung, etwa durch universelle öffentliche Kläranlagen, ist nicht möglich.

  • Zum einen würden damit die Kosten für die Allgemeinheit ansteigen,
  • zum anderen ist die Abwasserbehandlung oft so spezifisch, dass gewöhnliche Kläranlagen damit überfordert wären.

Denn für industrielle Abwässer gibt es keine allgemeingültigen Universallösungen. Jede Abwasseraufbereitung hat branchenspezifische Eigenheiten – und nicht nur das: Schon der Standort eines Unternehmens kann die Art und Weise beeinflussen, wie die industrielle Abwasserbehandlung umgesetzt werden muss.

Zudem unterscheiden sich die sogenannten Aufbereitungsziele. So möchten manche Firmen das Wasser nicht direkt in die kommunale Kanalisation einleiten, sondern eventuell in Produktionsprozessen wiederverwenden oder in sogenannte Vorfluter einleiten. Im Hinblick auf den Umweltschutz ist es natürlich immer gut, wenn Abwässer als Brauchwasser oder im Rahmen bestimmter Prozesse innerhalb des Unternehmens mehrfach verwendet werden können.

So kann der Gesamtverbrauch (und somit die Belastung von Gewässern) vermindert werden. Nicht zuletzt ist das auch eine Frage der Kosteneffizienz. Sobald die Verwendung von Prozess- oder Brauchwasser günstiger ist als die Nutzung von Frischwasser, sinken die Kosten selbstverständlich auch.

Eine zentrale Lösung, etwa durch universelle öffentliche Kläranlagen, ist nicht möglich. Zum einen würden damit die Kosten für die Allgemeinheit ansteigen, zum anderen ist die Abwasserbehandlung oft so spezifisch, dass gewöhnliche Kläranlagen damit überfordert wären.

Eine zentrale Lösung, etwa durch universelle öffentliche Kläranlagen, ist nicht möglich. Zum einen würden damit die Kosten für die Allgemeinheit ansteigen, zum anderen ist die Abwasserbehandlung oft so spezifisch, dass gewöhnliche Kläranlagen damit überfordert wären.(#01)

Welche Verfahren kommen in der Industrie bei der Abwasserreinigung zum Einsatz?

Für die industrielle Abwasserbehandlung gibt es verschiedene Dienstleister, die maßgeschneiderte Lösungen für alle Branchen und Spezifikationen anbieten. Von rein biologischer Abwasserklärung bis hin zu chemisch-physikalischen Ansätzen gibt es viele Verfahren, die in modernen Abwasserreinigungsanlagen zum Einsatz kommen.

Einige Beispiele dafür im Überblick:

  • Ultrafiltration:
    Für die Entfernung von Fest- und Schwebestoffen. Auch Bakterien und Viren können so aus dem Abwasser entfernt werden
  • Nanofiltration:
    Gelöste Stoffe sind oft zu klein für die normale Filtration. Die Nanofiltration kann sowohl gelöste als auch organische Spurenstoffe aus dem Abwasser entfernen
  • Umkehrosmose:
    Sie kann im Wasser gelöste Stoffe reduzieren
  • Membranbioreaktor:
    Biologisch abbaubare, organische Verbindungen sowie anorganische Stickstoffverbindungen können mit diesem Verfahren reduziert werden

Besonders in der chemischen Industrie kommen weitere Anforderungen auf die Abwassersysteme zu. Schwermetalle, Fette und Öle sowie Emulsionen lassen sich mit unterschiedlichen Methoden aus dem kontaminierten Brauchwasser entfernen. Verschiedene Technologien stehen zur Verfügung, so etwa Flotationsanlagen, Verdampfer oder Abwasserreinigungsanlagen mit chemisch-physikalischen Reinigungsverfahren. Welche Anforderungen an die industrielle Aufbereitung von Abwasser gestellt werden, hängt dabei sehr vom jeweiligen Betrieb ab.

Typische Beispiele für Industriebetriebe, die sich mit den Fragen der Umweltfolgenabschätzung und der Reinigung von Abwässern besonders beschäftigen müssen, sind diese:

  • Lebensmittelindustrie
  • Brauereien
  • Chemische Industrie
  • Deponien (Sickerwasseraufbereitung)

Video: Produktvideo Abwasserbehandlung Umweltverfahrenstechnik – Universität Bremen

Wirtschaftliche Abwasserreinigung ist für die Industrie wichtig

Speziell in der Lebensmittelindustrie geht es häufig um die Aufbereitung von Abwässern mit anschließender Rückführung in den Produktionsprozess. In Brauereien ist die Reinigung der anfallenden Laugen eine Herausforderung, während die chemische Industrie neben der Entfernung von Schadstoffen im Hinblick auf die Umweltfolgenabschätzung auch an der Rückgewinnung wertvoller Stoffe interessiert ist, die ansonsten mit dem Abwasser verloren gehen würden.

Die Firmendetails sind bei der Suche nach dem richtigen Verfahren zur Wasseraufbereitung also von großer Bedeutung. Spezialisierte Dienstleister stellen sich auf die spezifischen Anforderungen der jeweiligen Betriebe ein und bieten individuelle Lösungen an. Dazu gehören etwa die sogenannte Schwermetallfällung, die Abtrennung von Ölen und Fetten, dann natürlich die Emulsionsspaltung und schließlich die Eindampfung schwer abbaubarer und nichtflüchtiger Stoffe.

Die individuellen Firmendetails und betrieblichen Anforderungen müssen bei der Planung und der Auswahl der Dienstleister unbedingt berücksichtigt werden. Nur so ist eine wirtschaftliche Abwasserklärung heute realisierbar. Der technische Fortschritt hat dafür gesorgt, dass heute dank moderner Kompaktanlagen viele abwassertechnische Probleme bereits in den Unternehmen gelöst werden können.

Außerdem sind die Kompaktanlagen flexibel einsetzbar und gegebenenfalls an veränderte Produktionsbedingungen und -abläufe anpassbar. Unternehmen, die auf der Suche nach einem solchen Anbieter sind, sollten darauf achten, dass die entsprechenden Zertifizierungen vorliegen, damit die Reinigung und Aufbereitung von Abwässern dem Umweltschutz und anderen Standards entsprechen, die zum Teil gesetzlich vorgeschrieben sind.

Unterschiedliche Abwasserverordnungen in den Kommunen und Städten machen die Sache noch komplizierter. Auch deshalb sind Zertifizierungen wichtig, um allgemeingültige Standards für die Abwasserreinigung zu gewährleisten.

Nicht nur in der Industrie fallen Abwässer an, doch dort sind diese häufig besonders problematisch, was den Umweltschutz betrifft. Im europäischen Vergleich kann Deutschland mit der höchsten Aufbereitungs- und Recyclingquote für Abwasser punkten.

Nicht nur in der Industrie fallen Abwässer an, doch dort sind diese häufig besonders problematisch, was den Umweltschutz betrifft. Im europäischen Vergleich kann Deutschland mit der höchsten Aufbereitungs- und Recyclingquote für Abwasser punkten.(#02)

Statistische Details zur Abwasserreinigung

Nicht nur in der Industrie fallen Abwässer an, doch dort sind diese häufig besonders problematisch, was den Umweltschutz betrifft. Im europäischen Vergleich kann Deutschland mit der höchsten Aufbereitungs- und Recyclingquote für Abwasser punkten. Der überwiegende Teil davon wird laut Bundesumweltministerium in örtlichen Kläranlagen gereinigt.

Generell unterscheidet man in der Abwasserwirtschaft drei Arten des Abwassers:

  • Schmutzwasser (51 Prozent der Abwassermenge in öffentlichen Kläranlagen)
  • Regenwasser (26 Prozent)
  • Fremdwasser (23 Prozent)

Der Begriff Regenwasser erklärt sich von selbst. Unter die Bezeichnung Schmutzwasser fallen alle Abwässer aus privaten Haushalten, der Industrie und Gewerbebetrieben. Als Fremdwasser wird solches Wasser bezeichnet, dass ungewollt in die Kanalisation eindringt. Dabei kann es sich beispielsweise um Fluss- oder Drainagewasser handeln oder um Grundwasser, das aufgrund von Undichtigkeiten in die Kanalisation eindringt.

Während die Abwasserentsorgung in Deutschland generell von der öffentlichen Hand geregelt und über kommunale Verbände und Unternehmen organisiert wird, müssen gewerbliche und industrielle Betriebe je nach Branche für eine vorgelagerte, eigene Abwasserreinigung sorgen, bevor ihre besonders belasteten Abwässer in die öffentliche Kanalisation eingeleitet werden können. Die Kosten für die öffentliche Abwasserentsorgung steigen dabei immer weiter an.

Entwicklung des Preisindex für die Abwasserentsorgung:

  • Kostenindex 1996: 78,4 Punkte
  • Kostenindex 2000: 85,8 Punkte
  • Kostenindex 2010: 100 Punkte
  • Kostenindex 2017: 104,4 Punkte

(Quelle: Statista)

Die Preisentwicklung legt nahe, dass die Kosten durch eine effiziente Abwasserreinigung gesenkt werden könnten, wenn nicht nur die Mindeststandards eingehalten werden.

Video: Mikrobiologie: Energie im Faulturm

Energieeffizienz der Abwasserreinigung in der Industrie

Häufig wird der Energiebedarf für die Abwasserreinigung unterschätzt. Tatsächlich ist der Energieaufwand bei der biologischen Stufe besonders hoch und bietet somit auch die größten Potenziale zur Verbesserung der Energieeffizienz. In biologischen Abwasserreinigungsanlagen übernehmen Mikroorganismen den größten Teil der Arbeit, indem sie Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorverbindungen abbauen. Hierfür ist die Einbringung von Sauerstoff erforderlich, um die Mikroorganismen am Leben zu halten.

In vielen Kläranlagen und industriellen Anlagen zur Abwasseraufbereitung entfallen bis zu 50 Prozent der aufgewendeten Energie allein auf die Belüftung der biologischen Stufe. In der industriellen Produktion werden jedoch oft andere Anforderungen an die Abwassertechnologie gestellt. Um den Wartungsaufwand (beispielsweise bei Kompaktanlagen) möglichst gering zu halten, müssen die für die Abwasserreinigung eingesetzten Systeme eine besondere Resistenz gegen aggressive Stoffe aufweisen. Insbesondere in der chemischen Industrie, aber auch in vielen anderen Produktionsabläufen, ist der Verschleiß von Reinigungsanlagen in der Vergangenheit überdurchschnittlich hoch gewesen.

Verbessern lässt sich dies durch den Einsatz moderner Kunststoffe, die sich gegen die jeweils vorkommenden, aggressiven Stoffe als widerstandsfähiger erweisen als bei Anlagen der Vergangenheit. Insgesamt lässt sich die Energieeffizienz in vielen Reinigungsanlagen zur Abwasserentsorgung und -aufbereitung durch vergleichsweise kleine Maßnahmen stark erhöhen.

So kommen neuartige Belüftersysteme mit erheblich weniger Energie aus als veraltete Systeme. Auch deshalb sollte man sich regelmäßig vom zertifizierten Dienstleister über die Möglichkeiten beraten lassen. Der Einsatz moderner Streifenbelüfter kann im Vergleich zur herkömmlichen Oberflächenbelüftung bis zu 56 Prozent an Energie einsparen. Besonders bei größeren Unternehmen bedeutet dies Einsparungen von mehreren hunderttausend Euro, die man in andere Dinge investieren kann.

Häufig wird der Energiebedarf für die Abwasserreinigung unterschätzt. Tatsächlich ist der Energieaufwand bei der biologischen Stufe besonders hoch und bietet somit auch die größten Potenziale zur Verbesserung der Energieeffizienz.

Häufig wird der Energiebedarf für die Abwasserreinigung unterschätzt. Tatsächlich ist der Energieaufwand bei der biologischen Stufe besonders hoch und bietet somit auch die größten Potenziale zur Verbesserung der Energieeffizienz.(#03)

Fazit: Moderne Abwasserreinigung in der Industrie hilft der Umwelt und spart Kosten

Dass in Sachen Umweltfolgenabschätzung industrielle Abwässer eine besondere Herausforderung an Kläranlagen darstellen, ist offensichtlich. Daher müssen Industriefirmen und gewerbliche Betriebe schon vor der Einleitung in das öffentliche Kanalnetz für eine möglichst umfassende Aufbereitung ihrer Abwässer sorgen.

Moderne Abwasserreinigungssysteme ermöglichen oft eine Rückgewinnung von Brauchwasser für Prozesse, die ansonsten teures Frischwasser benötigen würden. Da auch die Energieeffizienz von Reinigungssystemen in den letzten Jahren entscheidend verbessert werden konnte, dient die Investition in moderne Abwasserreinigung nicht nur der Umwelt, sondern auch der Kostenbilanz von Unternehmen.


Bildnachweis:©Shutterstock-Titelbild: People Image Studio  -#01: Kekyalyaynen-#02: SKY2015 -#03: People Image Studio _

Über 

Marius Beilhammer, Jahrgang 1969, studierte Journalismus in Bamberg. Er schreibt bereits viele Jahre für technische Fachmagazine, außerdem als freier Autor zu verschiedensten Markt- und Businessthemen. Als fränkische Frohnatur findet er bei seiner Arbeit stets die Balance zwischen Leichtigkeit und umfassendem Know-how durch seine ausgeprägte Affinität zur Technik.

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