Abwasserbehandlung in der Schinkenindustrie

• 1. Abwässer in der Fleisch- und Schinkenindustrie.
• 2. Laboruntersuchung im Sigmalab.
  2.1. Beschreibung des Abwassers.
  2.2. Physikalisch-chemische Behandlung: Koagulations- und Flockungsversuche
  2.3. Analyseergebnisse
• 3. Schlussfolgerungen

1. Abwässer in der Fleisch- und Schinkenindustrie.

Die Fleischindustrie umfasst eine Vielzahl von Branchen: Schlachthöfe für verschiedene Tierarten, Fleischverarbeitungsbetriebe, Schinkenhersteller, Anbieter von frischen, gekochten oder vorgefertigten Produkten und so weiter.

Eine der besonders interessanten Branchen ist die Schinkenverarbeitung, in der es je nach Jahreszeit zu unterschiedlichen Produktionsspitzen kommt (in der Regel steigt die Nachfrage nach Schinken gegen Jahresende erheblich an). Die Zusammensetzung ist nicht so roh wie bei Schlachthofabwässern, sondern enthält hauptsächlich Fette, Öle, vorverarbeitete organische Stoffe, einen hohen Gehalt an suspendierten Feststoffen und Salze, die als Hydroxide ausfallen können.

Die Behandlung dieser Abwässer umfasst im Allgemeinen die folgenden Schritte:

• Vorbehandlung durch Koagulation und Flockung sowie DAF-Flotation.
• Biologische Kläranlage vom Typ MBR mit hoher Effizienz .
• Entsalzung und Polishing mittels Membranen und/oder fortschrittlicher Technologien.

In unserem Blog gibt es ein Artikel , in dem die Entstehung von Abwässern in der Fleischindustrie und alle möglichen Behandlungsmethoden näher beschrieben werden.

In diesem Beitrag werden die im Labor von SIGMADAF durchgeführten Versuche zur Abwasserbehandlung eines Kunden aus der Fleischindustrie, konkret für dessen Schinkenverarbeitungsbetrieb, detailliert beschrieben. Es wurden sehr interessante Ergebnisse erzielt, die die hohe Effizienz der physikalisch-chemischen Vorbehandlung durch Koagulation und Flockung in Kombination mit DAF für diese Art von Abwässern belegen.

2. Behandlungsuntersuchung im Labor Sigmalab

Anhand von Versuchen und Studien im Labormaßstab lassen sich die für die Abwasserbehandlung erforderlichen Chemikalien sowie die Dosierungen und Verweilzeiten für die einzelnen Reaktionen ermitteln. Durch die Analyse des Klärschlamms lässt sich die erreichbare Reinigungsleistung bestimmen.

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2.1. Beschreibung des Abwassers

Es wird mit Wasser aus einer Schinkenverarbeitungsanlage eines großen Fleischverarbeitungsunternehmens gearbeitet. Täglich gehen Mischproben ein, und für die Laboruntersuchungen wird eine repräsentative Probe zusammengestellt, die gemäß den vom Kunden vorgegebenen Angaben zur täglichen und wöchentlichen Produktionsverteilung gemischt wird.

Die Proben weisen ein weißliches, milchiges Aussehen auf und verströmen einen charakteristischen Fettgeruch. Einige Proben enthalten Fettklumpen und werden vor dem Mischen kräftig geschüttelt, um eine vollständige Homogenisierung zu erreichen.

Der pH-Wert der Proben ist leicht sauer und liegt bei 6.

Abbildung 1. Tägliche Abwasserproben aus einer Schinkenverarbeitungsanlage.

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2.2. Physikalisch-chemische Behandlung: Koagulations- und Flockungsversuche

Die Abscheidung und Entfernung von Ölen und Fetten, der chemische Sauerstoffbedarf (CSB), der Gesamtgehalt an suspendierten Feststoffen (GSS) und die Trübung werden mittels einer physikalisch-chemischen Koagulations-Flockungsbehandlung mit DAF-Flotation bewertet.

Es werden verschiedene Produkte verschiedener Hersteller getestet, wobei Art, Kombination und Dosierung variieren. Die geeigneten Chemikalien werden ermittelt; die entsprechenden Informationen sind in Tabelle 1 aufgeführt.

Tabelle 1. Angaben zu den in den Koagulations- und Flockungstests verwendeten Produkten.

Produktart	Abkürzung	Wirkstoff
Adsorbens und Emulsionsspalter		Aktivkohle
Flockungsmittel	GAP	Aluminiumchlorid mit Aluminium-Hydroxid-Chlor-Salzen
Flockungsmittel		Kationisches Polyelektrolyt mit sehr hoher Ladungsdichte
Basis	NaOH	Natriumhydroxid zur pH-Einstellung

Von den im Labor getesteten Kombinationen wird in diesem Artikel jene beschrieben, die die effizientesten Ergebnisse bei der Trennung von Fest- und Flüssigphase lieferte.

Zunächst muss ein spezielles Produkt für Fette und Öle angewendet werden: ein Adsorptionsmittel mit emulgierender Wirkung. Bei diesen Produkten handelt es sich in der Regel um Pulver oder Granulate aus Aktivkohle oder anderen Materialien (in diesem Fall handelt es sich um Aktivkohle), die (je nach Produkttyp) als Suspension oder Lösung aufbereitet werden müssen. In diesem Fall werden ~200 ppm des als Suspension aufbereiteten Adsorptionsmittels eingesetzt.

Anschließend erfolgt die Koagulation mit ~1000 ppm (im Labor verwendete Überdosierung) PAC in Verbindung mit Aluminium-Hydroxid-Chlor-Salzen, wodurch Feststoffflocken entstehen. Diese Koagulierungsmittel erhöhen den Säuregehalt des Mediums, d. h. der pH-Wert sinkt, weshalb ein Schritt zur pH-Einstellung erforderlich ist.

Die pH-Einstellung mit NaOH ist am besten geeignet; in diesem Fall werden etwa 300 ppm Natronlauge verwendet. Wenn der pH-Wert über den neutralen Bereich hinaus in leicht alkalische Werte nahe 8 angehoben wird, kommt es zur Ausfällung von Hydroxiden, was zur Entfernung der daran gebundenen Stoffe beiträgt, die sich in die bereits gebildeten Flocken einlagern. Wasser reagiert sehr empfindlich auf die Zugabe von Soda, weshalb im Anlagenmaßstab eine sorgfältige Kontrolle des pH-Werts und der Sodadosierung erforderlich ist.

Abschließend wird ein Flockungsmittel zugesetzt, um die Flocken zu größeren Flocken zu agglomerieren. In diesem Fall wird ein stark geladenes kationisches Polyelektrolyt verwendet (wie im Referenzartikel erläutert, weisen die Stoffe im Abwasser der Fleischindustrie negative Ladungen auf, weshalb zur Trennung positiv geladene Chemikalien eingesetzt werden müssen). Die Dosierung beträgt ~8 ppm.

Alle beschriebenen Schritte erfordern jeweils eine lange Verweildauer, was auf Anlagenebene zu einer langen hydraulischen Verweildauer führt.

Das Ergebnis ist in Abbildung 2 dargestellt. Durch dieses Verfahren erhält man einen klaren Überstand und einen festen, leichten Flocken, der dazu neigt, aufzusteigen.

Abbildung 2. Ergebnis der Anwendung der beschriebenen Chemikalien auf die Probe: Transparente Klärung und feste, leichte Flocken.

2.3. Analyseergebnisse

Die Mischprobe und der Klärrückstand aus dem Versuch werden auf Öl- und Fettgehalt, CSB, SST und Trübung untersucht, und der Behandlungswirkungsgrad wird berechnet. Die Analyseergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.

Tabelle 2. Analyseergebnisse der Untersuchungen an Abwässern aus der Schinkenproduktion.

Parameter	Sie	Mischprobe	Geklärt	Entsorgungsleistung
AyG	mg/l	460	26,6	94,2%
COD	mg/l	3750	416	88,9%
SST	mg/l	1510	9,2	99,4%
NTU	NTU	1260	5,49	99,6%
pH-Wert	-	6	8

Die Schadstoffabscheidung ist äußerst effizient: 94,2 % der Öle und Fette, 88,9 % des CSB, 99,4 % der suspendierten Feststoffe werden entfernt, und das Gklärwasser weist eine Trübung von 5,49 NTU auf.

3. Schlussfolgerungen

• Die Abwässer aus der Schinkenindustrie enthalten hauptsächlich Fette, Öle, vorbehandelte organische Stoffe, einen hohen Gehalt an Schwebstoffen sowie Salze, die als Hydroxide ausfallen können.

• Es wird die hohe Effizienz der physikalisch-chemischen Koagulations- und Flockungsbehandlung mit DAF für Abwässer aus der Fleischindustrie, insbesondere aus Schinkenverarbeitungsbetrieben, nachgewiesen.

• Die Schadstoffabscheidung ist äußerst effizient: 94,2 % der Öle und Fette, 88,9 % des CSB, 99,4 % der suspendierten Feststoffe werden entfernt, und das Gklärwasser weist eine Trübung von 5,49 NTU auf.

• Las dosis que a escala de laboratorio resultaron efectivas, con los rendimientos indicados para este tratamiento fueron: ~200ppm de adsorbente y rompedor de emulsión más ~1000ppm de coagulante PAC más <300ppm de sosa más ~8ppm de floculante catiónico.