Abwasseraufbereitung in der Zuckerindustrie
Sektorüberblick
Die Zuckerindustrie erzeugt große Mengen stark organisch belasteten Abwassers. Eine gezielte Aufbereitung ist daher notwendig, um gesetzliche Einleitgrenzwerte einzuhalten und Wasser im Betrieb wiederzuverwenden. Gleichzeitig ermöglicht eine effiziente Behandlung die Reduktion von Kosten und Umweltbelastungen. Auf dieser Seite finden Sie einen Überblick der möglichen Verfahren und Lösungen, um eine Lösung für Ihr Unternehmen zu finden.
Abwasseraufbereitung in der Zuckerindustrie
Sektorüberblick
Inhalt
Quellen des Zuckerfabrikabwassers
Die Verarbeitung der Rüben (Kampagnebetrieb) erstreckt sich in der Regel von September bis Dezember. Während der gesamten Prozesskette der Zuckerproduktion entstehen spezifische Belastungen, die bei der Planung der Behandlung berücksichtigt werden müssen.
| Produktionsschritt | Produktionsbestandteil | Anfallende Stoffe im Abwasser |
|---|---|---|
| Transport und Schwemmen | Schwemmrinnen, Rübenannahme | Erde, Sand, Steine, Blattwerk, organische Feststoffe |
| Waschen und Zerkleinern | Rübenwaschanlage, Schneidemaschinen | Feinboden, Pflanzenreste, Zellmaterial, Waschwasser |
| Extraktion mit heißem Wasser | Rübenschnitzel, Rohsaft | Zuckerreste, gelöste organische Stoffe |
| Saftreinigung mit Kalk und CO2 | Kalkmilch, Carbonatschlamm, Dünnsaft | Calciumverbindungen, ausgefällte Nichtzuckerstoffe |
| Eindampfung | Verdampfstation, Dicksaft | Kondensat, Überschusskondensat, organische Spuren |
| Kristallisation | Kochstation, Fallwasser | erwärmtes Fallwasser, Sirupreste |
| Zentrifugation | Zucker, Muttersirup, Melasse | Zucker- und Melassereste |
Der größte Anteil des Abwassers entsteht beim Waschen und Transport der Rüben. Dieses Wasser enthält vor allem mineralische Feststoffe wie Erde sowie organische Bestandteile aus Pflanzenresten. Im weiteren Prozess entstehen vor allem organisch belastete Abwässer aus der Extraktion und Saftreinigung. Hier treten insbesondere Zuckerreste, gelöste organische Stoffe sowie Calciumverbindungen auf.
Der gesamte Wasserbedarf liegt bei etwa .
Durch eine moderne Kreislaufführung wird der Abwasseranfall auf etwa 0.8m³ pro Tonne Rüben reduziert.
Zusammensetzung des Abwassers in Zuckerfabriken
Das Abwasser aus Zuckerfabriken weist eine sehr hohe organische Belastung auf, während der Stickstoff- und Phosphorgehalt vergleichsweise gering ist.
Neben der organischen Last spielt Calcium eine wichtige Rolle. In Deutschland wird beim Schwemmwasser und bei der Saftreinigung Kalkmilch zugegeben. Dadurch weist das Abwasser erhöhte Calciumgehalte auf. Auch Feststoffe aus der Rübenwäsche bleiben ein zentraler Belastungsfaktor.
Jedoch gibt es Unterschiede je nach verarbeitetem Produkt:
Zuckerrübenverarbeitung:
- CSB: 3.000 – 6.600 mg/l
- BSB: 3.500 – 4.000 mg/l
- N: 10 – 44 mg/l
- P: ca. 3 mg/l
- Feststoffe: bis ca.6.000 mg/l (hoher Anteil an Erde, durch Rübenwäsche)
- Ca: 400 mg/l (durch Einsatz der Kalkmilch)
- pH: ca. 7 – 8
Das Abwasser der Zuckerrüben ist insgesamt sehr gut biologisch abbaubar.
Zuckerrohrverarbeitung:
- CSB: 1.100 – 12.200 mg/l
- BSB: 350 – 5.100 mg/l
- N: 15 – 40 mg/l
- P: 1 – 12 mg/l
- Feststoffe: 760 – 9.000 mg/l
- pH: 5 – 9.5
- Ca: bis ca. 2.400 mg/l
- Cl: bis ca. 3.000 mg/l
In der Zuckerrohrverarbeitung gibt es deutlich größere Schwankungen als bei Rübenzucker. Außerdem finden sich dort viel höhere CSB-Werte und oft höhere Salz- und Calciumgehalte.
Während des Kampagnebetriebs steigen diese Werte in teilweise geschlossenen Kreisläufen weiter an.
Warum ist die Abwasserbehandlung für ihr Unternehmen sinnvoll
Die Abwasserbehandlung ist zunächst eine Frage der Genehmigungssicherheit. Für die Zuckerherstellung muss das anfallende Abwasser die Mindestanforderungen für den Ablauf erfüllen.
Sie ist jedoch auch wirtschaftlich sinnvoll. Durch eine Kreislaufführung sinken Frischwasserbedarf und Abwasseranfall deutlich. Das reduziert den Bedarf an neuem Wasser und entlastet die innerbetrieblichen Kreisläufe.
Zusätzlich begrenzt das erhöhte Calcium die Wassereinsparung. Bei zu hohen Calciumkonzentrationen lassen sich Ausfällungen nicht verhindern und eine kostenintensive Beseitigung ist notwendig. Ein tragfähiges Reinigungskonzept schützt daher auch vor Folgekosten im Betrieb.
Hinzu kommt der saisonale Kampagnebetrieb. In teilweise geschlossenen Kreisläufen steigen die Konzentrationen laufend an. Ohne abgestimmte Reinigung wächst damit das Risiko, Ablaufziele zu verfehlen.
Möglichkeiten zur Abwasserbehandlung in Zuckerfabriken
Die Abwasserbehandlung erfolgt in mehreren aufeinander abgestimmten Stufen. Ziel ist die Reduktion von Feststoffen, organischer Belastung und Nährstoffen.
Mechanische Vorbehandlung
Die mechanische Vorbehandlung dient der Entfernung grober Feststoffe aus dem Abwasser. Steine, Sand und Rübenstrünke werden über Siebe und Sedimentation entfernt. Auf diese Weise werden Ablagerungen verhindert und Störungen im weiteren Anlagenweg reduziert.
Für diesen Schritt eignet sich beispielsweise die ClearFox® Siebschnecke. Sie stellt eine kompakte und leistungsfähige Lösung zur mechanischen Vorbehandlung von industriellen Abwässern dar. Das System arbeitet vollautomatisch: Das Abwasser durchströmt zunächst ein Sieb, in dem Feststoffe zurückgehalten und anschließend über eine Spiralschnecke ausgetragen, entwässert und verdichtet werden. Dadurch kann das Feststoffvolumen deutlich reduziert werden. Die Anlage ist für hohe Durchflussmengen ausgelegt, wartungsarm und flexibel an unterschiedliche Anforderungen anpassbar.
Physikalisch-chemische Behandlung
In dieser Stufe werden feine Feststoffe, Fette und organische Verbindungen (CSB) entfernt. Dies verbessert die Effizienz der biologischen Prozesse.
Die vorgereinigte Abwasserströmung wird hierfür in eine Anlage zur Druckentspannungsflotation geleitet, wie die ClearFox® Druckentspannungsflotation (DAF). Dabei werden zuvor durch Fällungs- und Flockungsmittel gebildete Partikel durch feinste Luftblasen an die Oberfläche transportiert und dort abgeschieden.
Anschließend folgt eine aerobe Abwasserbehandlung, bei der die organischen Inhaltsstoffe biologisch abgebaut werden. Eine Nitrifikation und Denitrifikation wird bei Bedarf ergänzt, um Stickstoffverbindungen gezielt zu entfernen. Die aerobe Behandlung eignet sich für ein breites Anwendungsspektrum und liefert insbesondere bei üblichen CSB-Konzentrationen stabile Ergebnisse. Alternative Verfahren, wie eine anaerobe Behandlung, werden vor allem bei sehr hohen Belastungen über etwa 30.000 mg/l in großen Projekten eingesetzt.
Das ClearFox® FBBR ist für die Behandlung von vorbehandeltem industriellem Abwasser ausgelegt und arbeitet nach dem getauchten Festbettverfahren. Dabei siedeln sich Mikroorganismen auf festen Trägermaterialien an und bauen organische sowie stickstoffhaltige Verbindungen effizient ab. Hierbei wird eine hohe und stabile Reinigungsleistung erreicht, die auch bei schwankenden Zulaufbedingungen, wie sie beispielsweise im Kampagnebetrieb auftreten, zuverlässig gewährleistet ist.
Nach der biologischen Stufe ist eine Schlammabtrennung erforderlich. Hierfür eignet sich der ClearFox® Lamellenschrägklärer, der absetzbare Feststoffe zuverlässig aus dem Ablauf entfernt. Durch schräg angeordnete Lamellenplatten wird die Sedimentation deutlich verbessert, sodass auch feinere Partikel effizient abgeschieden und als Schlamm ausgetragen werden können.
Gesamtsysteme und Wiederverwendung
Für industrielle Anwendungen werden häufig modulare Komplettsysteme eingesetzt. Diese kombinieren mehrere Behandlungsstufen in einer Anlage. Die ClearFox® Containerkläranlage bietet eine flexible Lösung mit integrierter Vorbehandlung, biologischer Reinigung und Nachklärung.
Diese Systeme ermöglichen sowohl die Einleitung in die Kanalisation als auch die Wiederverwendung im Betrieb.
Verwendung der Reststoffe der Abwasseraufbereitung
Die Abwasseraufbereitung trennt mehrere verwertbare oder zu entsorgende Stoffströme ab. Ihre Qualität entscheidet über Wiederverwendung, landbauliche Nutzung oder geordnete Entsorgung.
Die größte feste Fraktion ist die abgesetzte Erde aus dem Waschwasser. Sie fällt nach der ersten Sedimentation mit 20 bis 25 Prozent Trockensubstanz an. Diese können in Deutschland für eine innerbetriebliche Behandlung in Sedimentationsteiche abgeleitet werden.
Daneben entsteht bereits in der Saftreinigung Carbonatschlamm. Der ausgefällte Carbonatkalk wird abgepresst und als Kalkdüngemittel in der Landwirtschaft eingesetzt. Damit gehört er zu den wichtigsten verwertbaren Nebenströmen der Zuckerfabrik.
Der wichtigste Reststoff ist am Ende jedoch gereinigtes Wasser. Dekantiertes Waschwasser und wiederverwendetes Kondensat senken den Frischwasserbedarf deutlich. Genau darin liegt ein wesentlicher Nutzen der Aufbereitung im Zuckerbetrieb.
Planung und Kauf einer Kläranlage für Zuckerfabriken
Die Planung einer Abwasserbehandlungsanlage erfordert eine detaillierte Analyse der Prozessbedingungen. Besonders wichtig sind die starken Schwankungen während der Kampagne.
Die Auslegung basiert auf Parametern wie Abwassermenge, organischer Belastung und Temperatur. Zusätzlich muss der erhöhte Calciumgehalt berücksichtigt werden, da dieser zu Ablagerungen führen kann. Falsche Eingangswerte führen zu Minderleistung und gefährden die Einhaltung der Vorgaben. Deshalb sollten reale Kampagnedaten, Stofffrachten und Kreislaufanteile vor der Auslegung geprüft werden.
Wir bieten Ihnen neben der relevanten Technik, auch eine präzise Abwasseranalyse, Anlagenauslegung, Installation, Inbetriebnahme und Betrieb an.
Ihre Vorteile auf einen Blick
Durch unsere integrierten Lösungen mit Prozessgarantien ist ClearFox® einer der Marktführer in Europa. Mit unseren modular aufgebauten, containerbasierten Systemen können wir Ihre Abwasserbehandlung flexibel an Ihre spezifischen Anforderungen anpassen. So entsteht für jede Anwendung eine individuell abgestimmte und wirtschaftliche Lösung.
Unser Schwerpunkt liegt auf:
✔ Kompakte Bauweise – spart wertvollen Platz
✔ Automatischer Betrieb mit optionaler Fernüberwachung
✔ Geringe Betriebskosten durch energieeffiziente Prozesstechnologien
✔ Nahtlose Integration vor Ort in bestehende Systeme
✔ Einfache Lösungen für komplexe Behandlungsherausforderungen
✔ Budgetbewusstes Design ohne Kompromisse bei der Qualität
✔ Kundenorientierter Ansatz für Support und Zufriedenheit
Zuverlässige Technologie mit eindeutigen Ergebnissen
Unsere modularen Verfahrensschritte – einschließlich der Druckentspannungsflotation (DAF) und des Festbettverfahrens (FBR) – sind von der PIA GmbH unabhängig geprüft und zertifiziert.
✔ Niedrigste Betriebskosten auf dem Markt
✔ Modulare & skalierbare Systeme
✔ Leasingoptionen für kurzfristige oder Pilotprojekte verfügbar
Wir verstehen Abwasser aus der Zuckerindustrie
Jede Verarbeitungsanlage erzeugt ein einzigartiges Abwasserprofil. Deshalb ist es entscheidend, mit einem Partner zusammenzuarbeiten, der die spezifischen Prozesse und Herausforderungen der Abwasserbehandlung in der Zuckerindustrie versteht.
Wir haben mit verschiedenen europäischen Anlagen zusammengearbeitet, um effiziente, kostengünstige und konforme Behandlungssysteme zu implementieren, die genau auf die jeweiligen Betriebsbedingungen zugeschnitten sind.
Globaler Support, lokales Know-how
Unser international aufgestelltes Serviceteam von ClearFox® bietet Ihnen über die gesamte Projektlaufzeit hinweg kontinuirliche Unterstützung für einen reibungslosen, zuverlässigen Betrieb. Dies gilt für die Planung wie auch nach der Inbetriebnahme.
Ihr Projektstart
Haben wir Ihr Interesse geweckt? Gerne bieten wir Ihnen eine unverbindliche Standortanalyse inklusive Vorentwurf an. Dabei werden Belastungen, Rahmenbedingungen und Ablaufziele bewertet, um eine passende Lösung für Sie zu finden sowie eine erste Kosteneinschätzung zu erarbeiten.Referenzprojekte
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