Nahrungsmittelproduktion Sieben, Sedimentieren und Flotieren – Alltag in der Abwasservorbehandlung

Autor / Redakteur: Ingo Neumann / Dipl.-Ing. (FH) Tobias Hüser

Wasser spielt eine wichtige Rolle in der Nahrungsmittelindustrie. Als Wasch-, Kühl- und Transportmittel spült es die verschiedensten Produkte ins Abwasser. Aber bevor diese „bunte Mischung“ ins öffentliche Abwassernetz gelangt, sind die Betriebe dazu verpflichtet, verunreinigtes Prozesswasser mit mechanischen und chemisch-physikalischen Verfahren so vorzubehandeln, dass sie den gesetzlichen Richtlinien entspricht.

Anbieter zum Thema

Siebtrommel von Speco mit integrierter Siebgutwäsche und -kompaktierung
Siebtrommel von Speco mit integrierter Siebgutwäsche und -kompaktierung
(Bild: Wam)

Die Vorreinigung zielt vor allem darauf ab, die im Abwasser vorhandenen Feststoffe abzutrennen. Je nachdem von welchen Produktionsbereichen das Abwasser stammt, beinhaltet es ungelöste Bestandteile wie Steine oder Sand aus Waschprozessen, pflanzliche und tierische Produktionsreste von den einzelnen Verarbeitungsstufen, sowie gelöste Stoffe wie Fette, organische Säuren, Stärke, Eiweiß oder Zucker.

Während leichte und ungelöste Inhaltsstoffe im Abwasser oben aufschwimmen, setzen sich die schwereren Bestandteile nach unten ab. Andere Stoffe schweben im Abwasser, oder sind als Emulsion darin gebunden. Daher kann die Abtrennung von Feststoffen unterschiedliche Verfahren erfordern. Mit Siebmaschinen lassen sich größere ungelöste Feststoffe effizient aus dem Abwasserstrom abtrennen. Das Siebgut wird dann meist über ein Transportsystem abgefördert und separat gesammelt.

Bildergalerie

Siebwahl ist entscheidend

Die Wahl des richtigen Siebes ist hierbei entscheidend: Über die Siebmaschenweite wird bestimmt, ab welcher Partikelgröße Feststoffe abgetrennt werden sollen. Dementsprechend werden Grob- und Feinsiebe unterschieden. Darüber hinaus bestimmt die Form der Feststoffe den Sieb- bzw. Maschentyp: Spaltsiebe sind z.B. zur Abtrennung länglicher Faserstoffe wie Obstschälreste oder Borsten weniger geeignet. Hier empfiehlt sich der Einsatz anderer Typen wie Loch- oder Maschensiebe.

Eine weitere Anwendung, bei der Siebtechnologie zum Einsatz kommt, ist die Abtrennung leichter Stoffe wie Fette oder Blattreste, die sich an der Oberfläche absetzen, und dann mit Räumsieben abgeschöpft werden können. Wenn sehr große Feststoffe wie größere Holzstücke oder Folienreste im Abwasser schwimmen, empfiehlt sich ein zweistufiger Siebprozess, um Verstopfungen und Blockagen bei den Siebmaschinen vorzubeugen. Ein vorgelagerter, robuster Grobrechen mit einer Spaltweite von beispielsweise zwei Zentimetern trennt dann zunächst die größten Bestandteile ab, sodass die nachgelagerte Feinsiebstufe ohne Störungen die restlichen Feststoffe absieben kann.

Neben der Art der Feststoffe im Abwasser, ist bei der Auswahl einer geeigneten Sieblösung vor allem die Menge an Abwasser entscheidend, die von der Siebmaschine bewältigt werden muss. Je geringer die Maschenweite bzw. das Spaltmaß des Siebes ist, umso niedriger ist bei gegebener Siebfläche seine Durchflussleistung. Bei höheren Abwassermengen und gleichzeitig hohem Feststoffabscheidegrad muss das Sieb daher entsprechend größer dimensioniert sein.

Ein Beispiel für die Funktionsweise dieser Maschinen sind Siebtrommeln von Speco. Deren Kernstück ist ein rotierender, zylindrischer Siebkorb, der je nach Abwasservolumen unterschiedlich groß dimensioniert ist. In Schrägstellung im Abwasserstrom eingetaucht, siebt die Trommel die Feststoffe heraus und entleert sie durch die Drehung in einen in der Trommel installierten Sammeltrog.

Eine Förderschnecke am Boden des Trogs fördert die Feststoffe dann nach oben in ein Auslaufmodul, wo sie ausgetragen werden und z.B. in einen Sammelbehälter fallen. Da das Siebgut nach der Abtrennung oft zusätzlich gewaschen oder verdichtet wird, können entsprechende Siebgutwasch- und Kompaktiermodule Bestandteil der installierten Sieblösungen sein. Neben Siebtrommeln kommen in der Praxis vor allem Siebschnecken, Umlauf- und Filterstufenrechen zum Einsatz.

Klassierer für die schweren Stoffe

Schwere Feststoffe wie Sand und Steine setzen sich durch ihr spezifisches Gewicht nach unten ab. Diese Eigenschaft macht man sich bei der Abwasservorbehandlung bzw. der Separation von Feststoffen zu Nutze. In der Nahrungsmittelproduktion gelangt Sand vor allem bei der Reinigung der Rohware in das Abwasser, z.B. bei der Säuberung von frisch geerntetem Obst und Gemüse, oder durch das Waschwasser bei der Säuberung von Viehtransportern.

Sand ist sehr feinkörnig und abrasiv, und kann Schäden an mechanischen Komponenten verursachen. Aus diesem Grund ist man bei der Abwasservorbehandlung bestrebt, den Sand möglichst früh abzuscheiden, bevor das Abwasser weiteren Behandlungsprozessen zugeführt wird. Sedimentationslösungen werden daher oft nach einem Grobrechen installiert, um die nachgelagerten Feinsiebmaschinen vor zu hohem Verschleiß zu schützen.

Jetzt Newsletter abonnieren

Verpassen Sie nicht unsere besten Inhalte

Mit Klick auf „Newsletter abonnieren“ erkläre ich mich mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung (bitte aufklappen für Details) einverstanden und akzeptiere die Nutzungsbedingungen. Weitere Informationen finde ich in unserer Datenschutzerklärung.

Aufklappen für Details zu Ihrer Einwilligung

Da in industriellen Anlagen meist beengte Platzverhältnisse herrschen, empfiehlt sich statt dem Bau großer Sedimentationsbecken die Verwendung spezieller Sandabscheider, z.B. der Gritsep-Sandklassierer von Speco. Diese bestehen hauptsächlich aus einem Sedimentationsbehälter mit Ein- und Auslauf, einem Schneckenförderer und einem Sandaustragsmodul.

Das Abwasser gelangt über den Einlauf in den Behälter. Durch die herabgesetzte Fließgeschwindigkeit sinken die schweren Feststoffe auf den Behälterboden, wo sie von der Schnecke aufgenommen und nach oben zum Sandaustrag gefördert werden. Das vom Sand befreite Abwasser wird dann über einen Auslaufstutzen im oberen Bereich des Behälters wieder abgeleitet.

Mit entsprechend größerem Behältervolumen können Sandklassierer auch für höhere Abwassermengen ausgelegt werden. Kleinste Schwebstoffe bzw. emulgierte oder suspendierte Molekülverbindungen können meist nicht über Sieb- und Sedimentationstechnologien separiert werden.

Abtrennung von Schwebestoffen

Hier kann aber die Flotation weiterhelfen. Flotationsverfahren kommen im Abwasserklärprozess nach der mechanischen Vorreinigung zum Einsatz, bevor das Abwasser in die biologische Klärstufe eingeleitet wird. Das Grundprinzip dieses chemisch-physikalischen Verfahrens basiert auf der Abtrennung der Schwebstoffe durch Einperlung feiner Luftblasen in die Suspension.

Hydrophobe Teilchen im Abwasser heften sich an die Luftblasen und steigen so zur Oberfläche auf, wo sie sich als Schaum bzw. Flotat sammeln und abgeschöpft werden. Die Behandlung des Abwassers durch Flotation ist dann notwendig, wenn die im Abwasser gebundenen Schwebstoffe z.B. von Produktionsrückständen wie Reinigungsmitteln stammen, die vor dem Einleiten in das öffentliche Abwassernetz abgetrennt werden müssen.

Auch die Flotation selbst wird durch Zugabe von Chemikalien unterstützt, die z.B. Emulsionen aufbrechen, den Oberflächenschaum stabilisieren oder den pH-Wert des Abwassers regulieren. Flotationsanlagen bestehen in der Regel aus größeren Behältern oder Becken, in die das mechanisch vorgereinigte Abwasser über einen Zulauf eingeleitet wird, einem System zu Lufteinperlung, einem Abstreifer an der Oberfläche zur Abschöpfung des Schaumes, sowie einem Sammelbehälter für das Flotat.

Der Schlüssel einer effizienten Abwasservorbehandlung liegt in der genauen Kenntnis darüber, welche Abwasserströme entlang des Produktionsprozesses entstehen, welche Inhaltsstoffe enthalten sind, wie diese aus dem Abwasser abgetrennt werden können und an welcher Stelle eine Vorbehandlung installiert werden muss. Für jeden Vorreinigungsschritt gibt es Komponenten am Markt, die erst dann verlässlich im Verbund arbeiten, wenn sie auf den jeweiligen Einsatzfall angepasst, d.h. korrekt auf die Inhaltsstoffe und Abwassermenge ausgelegt sind.

* Der Autor arbeitet im Marketing der Wam GmbH, Altlußheim.Kontakt: Tel. +49-6205-39490

(ID:42576548)