Räucherabwasser

In Deutschland werden rund 28.500 Räucheranlagen betrieben. Während des Räucherns konden¬sieren an den Wandungen der Anlagen teerige Rückstände, die in regelmäßigen Abständen mit alkalischen Tensidlösungen entfernt werden. Dabei fallen pro Räucheranlage und Reinigungs¬vorgang etwa 40 l organisch hochbelastetes Reinigungsabwasser an, das 0,1 bis 5,5 mg/l poly¬zyklische aromatische Kohlenwasserstoffe (PAK) und 10 bis 480 mg/l Phenole enthält. Diese Stoffe sind giftig und zum Teil krebserregend und/oder erbgutschädigend.

Der überwiegende Anteil der Räucherabwässer gelangt derzeit unbehandelt über das öffentliche Kanal-system in kommunale Kläranlagen. Hier findet nur ein unzureichender biologischer Abbau der PAK und Phenole statt. Einige Kommunen verbieten deshalb schon heute die Einleitung unbehandelter Räucherabwässer. Zukünftig ist mit weiteren Einleitbeschränkungen zu rechnen. Den Betrieben entstehen für die Beseitigung ihrer Abwässer durch Entsorgungsunternehmen Kosten von bis zu 850 DM/m3.

Das Ziel des Forschungsvorhabens bestand in der Entwicklung eines kostengünstigen, praxisge¬rechten und innerbetrieblich realisierbaren Reinigungsverfahrens für Räucherabwasser. Es wurden die folgenden chemisch-physikalischen Verfahren und Verfahrenskombinationen untersucht:

• Filtration,
• Aggregation,
• Fällung/Flockung,
• Flotation und
• Adsorption.

Die Verfahren wurden auf ihre Eignung zur Reduzierung der Abwasserparameter CSB, PAK und Phenolindex untersucht. Die Mechanismen, die den Reinigungsverfahren bei der Behandlung von Räucherabwasser zugrunde liegen, wurden ermittelt. Basierend auf diesen Ergebnissen konnte ein leistungsfähiges und kostengünstiges Verfahren für die Praxis abgeleitet werden, das von kleinen und mittelständischen Unternehmen bei Bedarf vor Ort realisiert werden kann. Die Untersuchungen erfolgten mit einem Mischabwasser. Das Mischabwasser wurde aus Abwasserproben erstellt, die aus sieben Betrieben stammten. Dieses Vorgehen ermöglicht eine Übertragung der Ergebnisse auf andere Abwässer. Die untersuchten Abwasserproben lagen im pH-Wert zwischen 12 und 13,5, hatten einen CSB zwischen 2.000 und 60.000 mg/l, PAK-Kon-zentrationen zwischen 130 und 200 µg/l und einen Phenolindex zwischen 10 und 60 mg/l. Eine Partikelgrößen-Fraktionierung ergab, daß in Räucherabwasser 89 % des CSB, 85 % der Phenole und 27 %der PAK kolloidal oder molekular gelöst vorliegen. Einfache und kostengünstige Filtrationsverfahren scheiden demnach für eine ausreichende Reinigung aus.

Die Flotation ist als Reinigungsverfahren für Räucherabwasser ebenfalls nicht geeignet, da das Abwassers keinen Schaum ausbildet. Die Abtrennung eines hochbelasteten Flotates ist somit nicht möglich. Auch nach vorheriger Flockung verbessert sich die Neigung zum Schäumen nicht.

Die Zugabe von Schwefelsäure führt zur Aggregation eines Teils der kolloidal gelösten Partikel zu Mikroflocken, die jedoch nur durch Zentrifugieren abgetrennt werden können. Hierbei ist eine CSB-Reduktion von 46 % und eine Phenolreduktion von 31 % bei Absenkung des pH-Wertes auf 1,3 zu erreichen. Für eine praxisgerechte Reinigung vor Ort ist dieses Verfahren nicht geeignet.

Die Fällung mit Fe(III)- und Al(III)-Salzen führt zu zum Teil sehr guten Reinigungsergebnissen für Räucherabwasser. Es zeigt sich, daß ein pH-Wert von 6 für die Fällung der optimale Betriebs¬punkt ist. Der CSB wird hierbei um 73 %, die Phenole um 55 % und die PAK sogar um mehr als 99 % in die Flocken überführt. Der bestimmende Mechanismus für die Fällung ist die Mitfällung der organischen Verbindungen durch Einschluß in ausgefällte Eisen- und Aluminiumhydroxid¬flocken. Bestimmend für diesen Vorgang ist die Löslichkeit des Aluminiumhydroxids. Die Über¬führung der durch die Eisen- und Aluminium¬salze gebildeten Mikroflocken zu leicht separier¬baren Makroflocken gelingt durch die Zugabe eines kationischen Flockungshilfsmittels. Da pro Liter Abwasser aber 400 g Schlamm anfallen, entstehen hohe Kosten für die Entsorgung des Schlamms (ca. 350 DM/m3 Abwasser).

Im Verlauf der Untersuchungen kristallisierte sich die Adsorption an granulierte Aktivkohle, die mit kleinen Festbettadsorbern ausgeführt werden kann, als das leistungsfähigste und kosten¬günstigste Verfahren heraus. Mittels Adsorption gelingt es, die umweltrelevanten Verbindungen (PAK und Phenole) weitgehend selektiv aus dem Räucherabwasser abzutrennen. Phenole werden um 85 %, PAK um mehr als 92 % aus dem Abwasser entfernt. Die Schmutzfracht (CSB) verbleibt zu 60 bis 80 % im Abwasser, was die Standzeit der Adsorber erhöht.

Die Betriebsmittel- und Entsorgungskosten liegen für die Adsorption in der Größenordnung zwischen 150 und 250 DM/m3. Im Vergleich zur Beseitigung des Räucherabwassers durch Entsorgungsunternehmen werden die Kosten um 600 bis 700 DM pro m3 Abwasser reduziert. Wird ein wöchentlicher Abwasseranfall von 50 l pro Räucherkammer zugrunde gelegt, entspricht dies einer Einsparung von etwa 1600 DM pro Räucherkammer und Jahr. Dies belegt den wirtschaftlichen Vorteil einer innerbetrieblichen Abwasservorbehandlung, wenn die Einleitung von Räucherabwasser zukünftig von den Gemeinden untersagt werden sollte.