Projekt 01548/01

Weitergehende biologische Behandlung von Gerbereiabwasser einschließlich Kreislaufführung des Brauchwassers

Projektdurchführung

B.L.G. Bayern-Leder-GmbH + Co. KG
Gleiwitzer Str. 12
93073 Neutraubling

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

In vielen Betrieben der ledererzeugenden Industrie waren die bisherigen innerbetrieblichen Abwasservorbehandlungsmaßnahmen für eine Indirekteinleitung nicht mehr ausreichend. Biologische Anlagen, die dem Stand der Technik entsprachen, konnten aufgrund sehr beengter Platzverhältnisse nicht eingesetzt werden.
Mit dem innovativen Verfahrenskonzept, das vorher nicht in der ledererzeugenden und artverwandten Industrie zum Einsatz kam, wurden folgende Ziele verfolgt: Optimierung der Entsulfidierung zur Klärschlamm- und Aufsalzungsverringerung, vollbiologische Abwasserreinigung mit Stickstoffelimination, Energieeinsparung durch höhere Sauerstoffausnutzung, Wassereinsparung durch Brauchwasseraufbereitung, Betriebssicherheit, geringer Platzbedarf und (Abluft-) Emissionsminderung.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenNach Umbau der bestehenden Abwasservorbehandlungsanlage, insbesondere der versuchsrelevanten Anlagenteile ‚Sulfidoxidation und ‚Chromflusenfiltration, sowie dem Neubau der biologischen Abwasserreinigung mit Druckbioreaktor und Membranfiltration in Form der sogenannten Biomembratanlage der Firma Wehrle Werk AG wurde ein intensiver Versuchsbetrieb erforderlich. Die im ursprünglichen Antrag aufgeführten Zeitvorstellungen zur Durchführung des Projektes mussten aufgrund von äußeren Einflüssen (Kurzarbeit) und neueren Erkenntnissen im Betrieb der Biomembratanlage zum Teil stark modifiziert werden.
Vor Inbetriebnahme der gesamten Abwasserreinigungsanlage wurden die zusammengestellten Daten des Grundwassers und der einzelnen Abwasserteilströme erfasst. Nach Abschluss des Einfahrbetriebes erfolgte die Datenerfassung der Biomembratanlage. Als erstes Ergebnis konnte der signifikante Zusammenhang zwischen erniedrigtem pH-Wert und der Nitrifikationsrate festgestellt werden. Aufgrund von Problemen mit den eingesetzten Membranen wurden Vergleichsuntersuchungen mit der ursprünglichen Testmembran durchgeführt. Es ergab sich keine signifikante Veränderung der Abwasserzusammensetzung, die einen Einfluss auf die eingesetzten Membranen haben könnte. Rückführversuche im Bereich Weiche, Äscher, Spülung wurden durchgeführt. Für den Bereich Entsulfidierung wurde die optimale Betriebsweise ermittelt.


Ergebnisse und Diskussion

Zum Projekt liegt der ausführliche Bericht vom Dezember 1999 vor.
Für die Entsulfidierung wurde die optimale Betriebsweise ermittelt. Im Bereich der Abwasserrückführung konnten folgende Aussagen getroffen werden:
Es wurden vier aufeinander aufbauende Betriebsabschnitte untersucht, in denen jeweils bauliche und betriebliche Änderungen aus dem vorausgegangenen Betriebsabschnitt überprüft wurden. Zunächst wurden Veränderungen an der Membranfilteranlage mit dem Ziel, die Filterleistung zu stabilisieren, vorgenommen. Diese Veränderungen bestanden zunächst aus der Errichtung eines kleinen Kreislaufs und dann aus der Erweiterung der Membranfläche um 10 %. Durch die Errichtung des kleinen Kreislaufs wurde die Durchmischung durch das Entfallen von 750 m3/h Umwälzstrom durch die Druckbioreaktoren erheblich verschlechtert. Hinzu kam, dass die Führung der einzelnen Flüssigkeitsströme nicht förderlich für eine gute Durchmischung war. Durch einen Umbau der Druckreaktoren in ihrem hydraulischen Zusammenwirken wurde die Durchmischung erheblich verbessert.
Bei der Konstruktion der Membrananlage war darauf zu achten, dass das Membranmaterial für die verwendeten Chemikalien geeignet sein musste. Eine Mindesterprobungszeit von 6 bis 7 Monaten war erforderlich, um diese Eignung des jeweiligen Membranmaterials erkennen zu können. Bedeutender als die hydraulischen Bedingungen für die Leistungsfähigkeit der Anlage waren die Einflüsse aus der Schlammentwässerung und der Produktion durch die eingesetzten Gleit- und Flockungshilfsmittel. Diese Stoffe wurden von den Membranen zurückgehalten und konzentrierten sich in den Druckreaktoren auf. Diese Aufkonzentrierung führte zunächst zu einer Verbesserung der Entwässerbarkeit des belebten Schlammes. Bei steigender Konzentration dieser Polymere kehrte sich jedoch ab einer Grenzkonzentration die Wirkungsweise in ihr Gegenteil um und stabilisierte den belebten Schlamm derart, dass keine Entwässerung mehr möglich war. Der Flux der Membrananlage sank dadurch erheblich ab. Um die Aufkonzentration dieser Polymere zu minimieren, war eine periodische Überschussschlammentnahme erforderlich, was sich nur in Form einer Nassschlammabfuhr verwirklichen ließ.
Um eine Ammoniakhemmung im System zu verhindern, waren pH-Werte erforderlich, die unter pH 6 lagen. Unter der Voraussetzung, dass ein CSB von 200 mg/l vorlag, konnte das Permeat als Produktionswasser in der Wasserwerkstatt und in der Chromgerbung eingesetzt werden. Dabei war die systembedingte erhöhte Temperatur von bis zu
37 °C zu berücksichtigen, eine Abkühlung oder Verschneidung des Permeats konnte erforderlich werden.
Bei den der Gerbung nachfolgenden Produktionsschritten ‚Färbung, Vorfettung und Nachgerbung war es notwendig, das Permeat der Ultrafiltration in einem Teilstrom nochmals einer Nanofiltration oder Umkehrosmose zu unterziehen, um vor allem die Härtebildner zu vermeiden.
Ein erhöhter Eisengehalt bewirkte die Bildung von grauen und blauen Verfärbungen.
Die angestrebte Rückführrate von 75 % des anfallenden Abwassers konnte mit dem eingesetzten Verfahren nicht erzielt werden. Dazu wären die Einsätze einer Nanofiltration und Umkehrosmose notwendig, um die angestrebte Rückführrate zu erzielen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Kontaktadressen:
Firma B.L.G. Bayern-Leder-GmbH + CO. KG, Gleiwitzer Straße 12, 93073 Neutraubling, Ansprechpartner: Herr Nordström, Tel. 09401/ 92150 und Fax /80435;
ITG Ingenieurgemeinschaft für Umwelttechnologie mbH, Buchenstraße 24, 72810 Gomaringen, , Ansprechpartnerin: Frau Knödler, Tel. 07072/8706 und Fax /80878;
Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft, Bandtäle 2, 70569 Stuttgart, Ansprechpartner: Herr Professor Krauth, Tel. 0711/685-3723.


Fazit

Bei der Lederfabrik Bayer-Leder-GmbH kam ab 1994 erstmalig in Deutschland das Biomembrat-Verfahren der Firma Wehrle Werk AG zur Reinigung des in einer Großgerberei anfallenden Abwassers zum Einsatz. Dieses Verfahren hat den Vorzug, dass sich bei geringstem Platzbedarf eine Abwasserreinigungsanlage aufbauen lässt. Dieses Verfahren war jedoch noch nicht im Einsatz zur Reinigung von Gerbereiabwasser erprobt. Zur Durchführung des Projektes hatte sich eine sehr qualifizierte Kooperationsgemeinschaft zusammengefunden. Die wissenschaftliche Begleitung der Universität Stuttgart umfasste die Auswertung der Betriebstagebücher der Anlage und schloss Sonderuntersuchungen ein bis hin zu Gerbversuchen. Die haptischen, optischen und physikalischen Untersuchungen am Leder wurden von dem Lederlabor der Firma Bayern-Leder ausgeführt. Die vergleichenden Untersuchungen des eingesetzten Permeates und des betriebsübli-chen Brunnenwassers erfolgten durch ein extern beauftragtes Labor. Der vorgelegte Abschlußbericht um-fasst den Zeitraum ab dem Anfang des Betriebsjahres 1995 bis Ende 1998