Abwasser ist ein Oberbegriff für sämtliche Wasserarten, die durch häusliche, gewerbliche, industrielle oder landwirtschaftliche Nutzung verunreinigt und somit behandlungsbedürftig sind, bevor sie in die Umwelt zurückgeführt werden. In der industriellen Wasserbehandlung und Abwasserbehandlung bezieht sich der Begriff vor allem auf das Wasser, das durch Produktionsprozesse in der Industrie verunreinigt wird und Schadstoffe, chemische Verbindungen sowie biologische oder organische Belastungen enthält. Der Umgang mit Abwasser erfordert spezifische Technologien und Verfahren, um eine sichere Entsorgung oder Wiederverwendung zu gewährleisten.
Inhaltsverzeichnis
Technische Hintergründe
Abwasser wird in zwei Hauptkategorien unterteilt:
Schmutzwasser: Das aus häuslichen, gewerblichen oder industriellen Prozessen stammende Wasser, das durch den Kontakt mit Schadstoffen wie Fetten, Ölen, Chemikalien, organischen Stoffen und anderen Verunreinigungen belastet ist. Dieses Wasser muss behandelt werden, bevor es wieder in die Umwelt oder in Kreisläufe zurückgeführt wird.
Niederschlagswasser: Regenwasser oder Schmelzwasser, das von Oberflächen wie Dächern, Straßen oder Industrieflächen abfließt und dabei Verunreinigungen aufnimmt. Auch dieses Wasser kann in der industriellen Behandlung von Bedeutung sein, da es je nach Belastung entsprechende Vorbehandlungen erfordert.
Herkunft und Zusammensetzung von Abwasser in der Industrie
In der industriellen Wasserbehandlung entsteht Abwasser durch eine Vielzahl von Prozessen, darunter Reinigungsvorgänge, Kühlung, Produktion und chemische Reaktionen. Die Zusammensetzung von Abwasser variiert je nach Branche und Produktionsverfahren. Typische Inhaltsstoffe industrieller Abwässer sind:
- Schwermetalle (z. B. aus der Metallverarbeitung und Galvanik)
- Chemikalien wie Säuren, Laugen und Lösungsmittel
- Organische Schadstoffe (z. B. aus der Lebensmittel- oder Pharmaindustrie)
- Öle und Fette (insbesondere aus der Lebensmittelverarbeitung und Maschinenindustrie)
- Nährstoffe wie Stickstoff und Phosphor
- Feststoffe wie Schlämme und Kolloide
Diese Verunreinigungen machen eine Behandlung des Abwassers zwingend erforderlich, um Umweltauflagen zu erfüllen und das Wasser entweder sicher abzuführen oder wiederzuverwenden.
Abwasserbehandlung in der Praxis
Die Behandlung von industriellem Abwasser erfolgt in mehreren Schritten, um die verschiedenen Schadstoffe und Verunreinigungen gezielt zu entfernen. Zu den gängigsten Verfahren gehören:
1. Mechanische Reinigung
Hierbei werden größere Feststoffe durch Rechen, Siebungen oder Absetzbecken entfernt. Mechanische Reinigungsschritte sind der erste Schritt in der Abwasserbehandlung und sorgen dafür, dass grobe Verunreinigungen nicht die nachfolgenden Prozesse beeinträchtigen.
Foto: Belüfteter Sandfang zur Entfernung von groben Feststoffen, sowie auftreibenden Schwimmstoffen und Fetten (ALMA BHU BIO)
2. Chemisch-physikalische Behandlung (CP-Anlagen)
Bei der chemisch-physikalischen Behandlung werden Chemikalien eingesetzt, um gelöste Stoffe auszufällen, zu neutralisieren oder zu binden. Typische Verfahren sind:
Fällung und Flockung:
- Einsatz von Fällmitteln wie Aluminiumchlorid oder Eisenchlorid, um gelöste Schwermetalle oder Phosphate auszufällen und in Feststoffe zu überführen, die anschließend abgetrennt werden können.
- Produktübersicht Fällungs- und Flockungsanlagen
Neutralisation:
- Das Abwasser wird auf einen neutralen pH-Wert eingestellt, indem Säuren oder Laugen hinzugefügt werden, um die weitere Behandlung oder Einleitung zu ermöglichen.
- Produktübersicht Neutralisationsanlagen
Adsorption:
- Schadstoffe wie organische Verbindungen werden an Adsorptionsmittel wie Aktivkohle gebunden.
- Produktübersicht Filtrations- und Ionenaustauscheranlagen
Foto: Fällungs- und Flockungsanlage, auch CP-Anlage genannt, mit Schlammentwässerung durch unsere Kammerfilterpresse (ALMA CHEM MCW)
3. Biologische Abwasserbehandlung
Bei der biologischen Reinigung werden Mikroorganismen eingesetzt, um organische Verbindungen im Abwasser abzubauen. Typische Verfahren sind:
Belebungsverfahren:
- Mikroorganismen in Belebtschlamm bauen die organischen Stoffe in einem belüfteten Becken ab.
- Produktübersicht Belebungsverfahren (aerob)
Biologisch aktivierte Filtration:
- Anlagen wie die ALMA BioFil Compact nutzen Mikroorganismen, um Restverunreinigungen zu entfernen. Dies ist besonders wichtig, um geringe Restbelastungen vor einem Wasserrecycling zu reduzieren und den Betrieb von Umkehrosmoseanlagen zu ermöglichen.
Anaerobe Verfahren:
- Diese Prozesse finden unter Ausschluss von Sauerstoff statt und werden für hochkonzentrierte organische Abwässer eingesetzt. Sie produzieren Biogas, das energetisch genutzt werden kann.
- Übersicht über unsere anaeroben Behandlungsanlagen
Foto: Unsere anaerobe Biogasanlage ALMA BHU GMR zur Gewinnung von Energie aus Abwasser
4. Membranverfahren
Membrananlagen wie Ultrafiltration oder Umkehrosmose werden in der Abwasserbehandlung eingesetzt, um sehr feine Partikel und gelöste Stoffe aus dem Wasser zu entfernen. Membransysteme können besonders effektiv sein, um hohe Wasserqualitäten zu erreichen und das Abwasser für eine Wiederverwendung im Produktionsprozess vorzubereiten.
Foto: Unsere Umkehrosmoseanlage ALMA OSMO Process mit Enthärtungsanlage und Mikrofiltration
Entsorgung und Wiederverwendung von Abwasser
Nach der Behandlung kann das gereinigte Abwasser entweder in Oberflächengewässer eingeleitet oder in den Produktionsprozess zurückgeführt werden, um den Wasserverbrauch in der Industrie zu reduzieren. Das Wasserrecycling ist in vielen Branchen ein wichtiges Ziel, um Ressourcen zu schonen und Kosten zu senken. Verfahren wie die Umkehrosmose ermöglichen es, hochreines Wasser zu gewinnen, das in sensiblen Prozessen wiederverwendet werden kann.
Gesetzliche Rahmenbedingungen
Die Einleitung und Behandlung von Abwasser unterliegt strengen gesetzlichen Vorschriften, um Umweltschäden zu verhindern. In Deutschland regeln das Wasserhaushaltsgesetz (WHG) und die Abwasserverordnung (AbwV) die Grenzwerte für Schadstoffe im Abwasser, die vor der Einleitung in öffentliche Gewässer oder Abwassersysteme eingehalten werden müssen. Industrieunternehmen sind verpflichtet, die Einhaltung dieser Grenzwerte durch regelmäßige Analysen und Berichte nachzuweisen.
Fazit
Abwasser stellt eine zentrale Herausforderung in der industriellen Produktion dar, da es eine Vielzahl von Schadstoffen und Verunreinigungen enthalten kann. Durch den Einsatz von mechanischen, chemischen, biologischen und membranbasierten Verfahren können diese Verunreinigungen entfernt und das Abwasser so aufbereitet werden, dass es entweder sicher entsorgt oder wiederverwendet werden kann. Eine effiziente Abwasserbehandlung ist nicht nur wichtig für den Umweltschutz, sondern auch für die langfristige Kostensenkung und Ressourcenschonung in der Industrie.
