DE19947846A1 - Verfahren zur Behandlung kolloidalen Abwassers - Google Patents

Abstract

Zur Lösung der Aufgabe, kolloidale Abwässer effektiv zu reinigen, wird ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem in einem ersten Schritt das Abwasser mit einem Feststoff versetzt wird, in einem zweiten Schritt ein Trocknungsschritt vorgesehen ist, wobei das im ersten Schritt erhaltene Gemisch einem Wärmeaustauscher zugeführt wird, in einem dritten Schritt das Gemisch einem Entspanner zugeführt wird, in welchem der vorhandene Dampf abgetrennt wird und in einem vierten Schritt das Gemisch einem Dekanter zugeführt wird, in welchem die Fettphase von der Feststoffphase getrennt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behand­ lung kolloidalen Abwassers, welches insbesondere in der fett­ verarbeitenden Industrie anfällt.

Kolloidales Abwasser fällt insbesondere bei Fettschmelzen an. In Fettschmelzen werden tierische Rohprodukte, insbesondere von Rindern und Schweinen, ausgeschmolzen. Hierbei entstehen drei Phasen, nämlich eine Fettphase, eine Wasserphase und ei­ ne Proteinphase. Diese drei Phasen können voneinander ge­ trennt werden. Die dabei anfallende Wasserphase ist hoch ge­ latinös und weist einen CSB-Wert (Chemischer Sauerstoff-Be­ darf) von 80.000 bis 100.000 auf. Diese Abwässer sind stark riechend und stellen daher eine Geruchsbelastung dar.

Um die noch in der gelatinösen Abwasserlösung enthaltenen In­ haltsstoffe abzutrennen und ggf. getrennt zu verwerten, ist bekannt, eine Fallstromeindampfanlage zu verwenden. Mit Hilfe einer derartigen Anlage konnten der CSB-Wert auf etwa 1.000 gesenkt werden. Das hierbei anfallende sogenannte Leimkonzen­ trat weist einen Feststoffgehalt von 20 bis 40 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmasse, auf. Dieses Leimkonzentrat kann zu einem gewissen Anteil als Zusatz zu Flüssigtiermischfutter verwendet werden. Jedoch ist der Betrieb einer Fallstromein­ dampfanlage ausgesprochen teuer, da enorme Energiemengen ver­ braucht werden.

Die vorliegende Erfindung hat sich daher zur Aufgabe ge­ stellt, ein Verfahren zur Verfügung zu stellen, mit welchem kolloidales Abwasser, welches insbesondere in der tierverar­ beitenden Industrie anfällt, auf einfache Weise effektiv zu reinigen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Verfahren zur Verfügung gestellt wird, bei welchem in einem ersten Schritt kolloidales Abwasser mit einem Feststoff ver­ setzt wird; in einem zweiten Schritt ein Trocknungsschritt vorgesehen wird, wobei das im ersten Schritt erhaltene Ge­ misch einem Wärmeaustauscher zugeführt wird; in einem dritten Schritt das Gemisch einem Entspanner zugeführt wird, in wel­ chem der vorhandene Dampf abgetrennt wird; und in einem vier­ ten Schritt das Gemisch einem Dekanter zugeführt wird, in welchem die Fettphase von der Feststoffphase getrennt wird. Üblicherweise ist es nicht möglich, in einem Dekanter ein im erfindungsgemäßen Verfahren nach dem dritten Schritt anfal­ lendes Gemisch in eine Fettphase und Feststoffphase zu tren­ nen, da im Dekanter Verleimungserscheinungen auftreten. Es erfolgt hierbei ein regelrechtes Verkleben sowohl der beweg­ ten als auch der unbewegten Teile des Dekanters. Durch Zusatz von Feststoffen wird jedoch eine derartige Trennung ermög­ licht.

Das im dritten Schritt als Dampf erhaltene gereinigte Abwas­ ser kann beispielsweise in einem Kondensator verflüssigt und dem Abwasserkanal zugeführt werden oder aber aufgrund seines Wärmegehaltes als Wärmequelle für den Wärmeaustauscher oder andere Anlagen verwendet werden. Es ist so gut wie geruchs­ frei. Die im vierten Schritt erhaltene Feststoffphase kann als Trockenfeststoff als Futtermittelzusatz verwendet werden. Das erfindungsgemäße Verfahren hat insbesondere den Vorteil, daß es im Vergleich zu den im Stand der Technik bekannten Verfahren kostendeckend arbeitet. Der Energieverbrauch ist erheblich geringer als beispielsweise bei Verwendung einer Fallstromeindampfanlage, insbesondere bei Rückführung des aus dem Entspanner abgeführten Dampfes in den Wärmeaustauscher. Im zweiten Schritt erfolgt eine Vortrocknung bzw. Trocknung des kolloidalen Abwassers mit samt dem zugesetzten Feststoff. Im Wärmeaustauscher oder schon bereits im Mischer wird das Gemisch aus kolloidalem Abwasser und Feststoff mit einem Wär­ meträger versetzt. Dieser weist einen niedrigeren Dampfdruck als Wasser auf, insbesondere werden lebensmittelgerechte Fette verwendet. Bevorzugt sind hierbei als Wärmeträger Rin­ dertalg, Schweineschmalz und/oder Pflanzenöle. Die im vier­ ten Schritt erhaltene Fettphase kann ebenfalls als Wärmeträ­ ger verwendet werden. Das dem Entspanner zu entnehmende Ge­ misch ist ein Leimkonzentrat, welches einen Feststoffgehalt bevorzugt in einem Bereich von etwa 30 Gewichts-% bis 60 Ge­ wichts-% aufweist.

Bevorzugt wird dem Dekanter ein Teilstrom des in dem Entspan­ ner vorliegenden Gemisches zugeführt. Bevorzugt wird dem dem Entspanner entnommenen Gemisch ein Teilstrom in einem Bereich von etwa 5 bis 20 Gewichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Gemisches, entnommen. Vorteilhafterweise wird hierbei ein Druck im Entspanner in einem Bereich von etwa 150 Millibar bis 1 Bar, bevorzugt 500 bis 900 Millibar, verwendet.

Vorteilhafterweise wird im Wärmeaustauscher eine Temperatur in einem Bereich von 100 bis 160°C, bevorzugt 110 bis 150°C, verwendet. Diese Temperaturen liegen deutlich unterhalb der­ jenigen in einer Fallstromeindampfanlage verwendeten, was po­ sitiven Einfluß auf den bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen Feststoff hat. Denn durch die verwendeten niedri­ gen Temperaturen sind die in diesem Feststoff enthaltenen Proteine leichter verdaulich und daher dieser Feststoff sehr gut als Futtermittelzusatz geeignet.

Als Feststoffe werden bevorzugt Holzspäne und/oder tierische Produkte wie Nassgrieben und/oder Knochenprodukte und/oder Tiermehle verwendet. Diese weisen allesamt poröse Eigenschaf­ ten auf. Hierbei ist die Verwendung von Naßgrieben besonders vorteilhaft, da diese ebenfalls in der Fettschmelze neben den weiteren Fraktionen Fett und Wasser anfallen. Andere bevor­ zugte tierische Produkte sind Rinderfleichfett und Schweine­ schwarten. Es wird davon ausgegangen, daß aufgrund der Poro­ sität der eingesetzten Feststoffe sich im zweiten und dritten Schritt die in dem Abwasser enthaltenen kolloidal gelösten Teilchen an den Feststoff anlagern und einen festen Verbund ergeben, welcher aus dem Dekanter als Feststoff leicht aus­ tragbar ist und vor allen Dingen keinerlei Verleimungser­ scheinungen im Dekanter hervorruft. Es könnten aber auch Me­ tall- und Glaskugeln, insbesondere poröse, als Feststoffe Verwendung finden.

Bevorzugt ist der Feststoff in einer Menge von maximal etwa 60 Gewichts-% dem Abwasser zugesetzt. Insbesondere ist vor­ teilhaft, wenn der Feststoff in einer Menge in einem Bereich von 10 bis 55 Gewichts-%, bevorzugt 20 bis 30 Gewichts-%, be­ zogen auf die Gesamtmasse des Abwassers, verwendet wird. Mit Feststoffgehalten in dieser Höhe wurden sehr hohe Reinheits­ grade der im dritten Schritt dem Entspanner entnommenen, als Dampf vorliegenden Flüssigkeitsphase (gereinigtes Abwasser) erreicht. Dieses kann bedenkenlos in die Kanalisation abge­ leitet werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es auf vorteilhafte Art und Weise, kolloidales Abwasser derart zu reinigen, daß dieses fast geruchsfrei ist und dabei auch ein Feststoffpro­ dukt anfällt, welches als Tierfutterzusatzmittel verwendet werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren kann somit hoch­ gradig wirtschaftlich arbeiten, bei Verwendung von Naßgrieben als Feststoffe potentiert sich noch der wirtschaftliche Nut­ zen des erfindungsgemäßen Verfahrens für Fettschmelzen, da sowohl die Wasser- als auch die Protein(Grieben)-Phase, wel­ che bei der Ausschmelzung von tierischen Rohprodukten anfal­ len, in einem einzigen Verfahren aufgearbeitet werden können. Zudem kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren das bisher mittels Fallstromeindampfanlagen erhaltene fast wertlose Leimkonzentrat gewinnbringend in hochwertiges Futterzusatz­ mittel umgewandelt werden.

Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand der Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 ein Blockschaltbild des erfindungs­ gemäßen Verfahrens; und

Fig. 2 ein Verfahrenschema des erfindungs­ gemäßen Verfahrens.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren anhand des Zusatzes von Naßgrieben als Feststoff zu kollodialem Abwas­ ser, insbesondere Leimkonzentrat, beschrieben. Fig. 1 und 2 zeigen eine insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 versehene Aus­ führungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei welcher zunächst Naßgrieben in einer Vorlage 2, beispielsweise über eine Förderschnecke, aus dem Ausschmelzprozeß von tierischen. Rohstoffen und nach Trennung der dabei erhaltenen einzelnen Fraktionen zugeführt werden. Aus dieser Vorlage 2 gelangen die Naßgrieben mittels einer Zwangsförderpumpe 3 in eine Zer­ kleinerungsanlage 4. In dieser Zerkleinerungsanlage 4 werden die Naßgrieben, welche üblicherweise eine durchschnittliche Korngröße von ca. Bmm aufweisen, auf eine durchschnittliche Korngröße < 2 mm reduziert. Über einen Rücklauf 5 kann ein Teil des bei der Zerkleinerung erhaltenen Produktes wieder der Zwangsförderpumpe 3 zugeführt werden. Aus der Zerkleine­ rungsanlage gelangen die nunmehr zerkleinerten Naßgrieben in einen Mischer 6. In diesem Mischer 6 werden sie mit dem kol­ lodialen Abwasser versetzt (Zulauf nicht gezeigt). Das Abwas­ ser stammt aus dem Ausschmelzprozess und ist hoch gelatinös, es kann sich dabei auch um Leimkonzentrat handeln, welches aus einer Vorbehandlung der beim Ausschmelzen entstehenden Wasserphase gewonnen wird.

Nach Vermischung des Abwassers mit den zerkleinerten Naßgrie­ ben wird dieses Gemisch in einen Wärmeaustauscher 7 einge­ bracht. Die Wärme wird dem Wärmeaustauscher 7 beispielsweise mittels Dampf von außen zugeführt und auf diese Weise in das Gemisch eingebracht. Innerhalb des Wärmeaustauschers 7 ver­ dampft das in dem Gemisch aus Naßgrieben und kollodialem Ab­ wasser enthaltene Wasser größtenteils. Dem Wärmeaustauscher 7 oder bereits dem Mischer 6 werden sogenannte Wärmeträger zu­ gesetzt. Bevorzugt sind hierbei insbesondere Rindertalg, Schweineschmalz und/oder Pflanzenöle, wobei die Verwendung der beiden erstgenannten vorteilhaft ist, da diese Produkte mit dem kollodialen Abwasser und den Naßgrieben in der fleischverarbeitenden Industrie anfallen. Fette als Wärmeträ­ ger können auch dem Dekanter 13 als Fettphase entnommen und über die Leitung 16 dem Mischer 6 oder dem Wärmeaustauscher 7 im Umlaufverfahren zugeführt werden.

Das Gemisch wird dem Entspanner 8 zugefügt. Im Entspanner 8 erfolgt die Trennung des Brüdendampfes 17 ( = gereinigtes Ab­ wasser) von dem im Gemisch enthaltenen Feststoffanteil. Un­ terhalb des Entspanners 8 teilt sich der Produktstrom auf. Ein Teilstrom 19 wird dem Produktstrom entnommen und über ei­ ne Förderpumpe 12 dem Dekanter 13 zugefügt. Der Dekanter 13 kann hierbei bei Drehzahlen in einem Bereich von etwa 800 bis 8000 min^-1, bevorzugt 1.500 bis 4.500 min^-1, und mit Schleu­ derziffern in einem Bereich von etwa 400 bis 5000 betrieben werden. Er arbeitet im Gegenstromprinzip. Die dem Dekanter 13 über Förderelemente 21 entnommene Feststoffphase besteht aus Trockengrieben und Gelatinepartikeln, die einen Verbund erge­ ben, die anfallende Fettphase wird über ein Rücklaufgefäß 14 einer Pumpe 15 und von dort über die Leitung 16 im Umlaufver­ fahren dem Mischer 6 zugeführt. Sie dient dann als Wärmeträ­ ger. Überschüssige Fettphase kann dem Dekanter 13 oder dem Rücklaufgefäß entnommen werden und je nach Zusammensetzung weiter verwendet werden.

Der übrige dem Entspanner 8 entnommene Produktstrom ohne den Brüdendampf 17 wird über eine Umlaufpumpe 9 dem Wärmeaustau­ scher 7 (Fig. 1) über einen Rücklauf 10 oder aber auch dem Entspanner 8 (Fig. 2) zugefügt. Das Verhältnis entnommener Teilstrom 11 zum übrigen Produktstrom beträgt etwa 1 : 10.

Der dem Erstspanner 8 entnommene Brüdendampf 17 wird über ei­ nen Kondensator 18 und einer Kondensatorpumpe 19 als gerei­ nigtes Abwasser dem Kanal zugefügt. Hierbei arbeitet der Kon­ densator 18 mittels der Vakuumpumpe 20 unter Vakuumbedingun­ gen. Das gereinigte Abwasser ist geruchsfrei und weist ausge­ sprochen niedrige CSB-Werte auf.

Die sich aus dem Wärmeaustauscher 7, dem Erstspanner 8 und dem Dekanter 13 im wesentlichen zusammensetzende Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens stellt einen Hochkonzentrator dar. Dieser kann unter Vakuumbedingungen be­ trieben werden, wodurch zum einen eine schonendere Behandlung der eingesetzten Naßgrieben und andererseits eine Verringe­ rung der Geruchsbelästigung ermöglicht wird.

Claims (8)

1. Verfahren zur Behandlung kolloidalen Abwassers, wobei

• - in einem ersten Schritt kolloidales Abwasser mit einem Feststoff versetzt wird;
• - in einem zweiten Schritt ein Trocknungsschritt vorgesehen wird, wobei das im ersten Schritt erhaltene Gemisch einem Wärmeaustauscher (7) zugeführt wird;
• - in einem dritten Schritt das Gemisch einem Entspanner (8) zugeführt wird, in welchem der vorhandene Dampf abgetrennt wird; und
• - in einem vierten Schritt das Gemisch einem Dekanter (13) zugeführt wird, in welchem die Fettphase von der Fest­ stoffphase getrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dekanter (13) nur ein Teilstrom (11) des in dem Entspanner (8) verbliebenen Gemisches zugeführt wird.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß dem dem Entspanner (8) entnommenen Ge­ misch ein Teilstrom in einem Bereich von etwa 5 bis 20 Ge­ wichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Gemischs, entnommen wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Druck im Entspanner (8) in einem Be­ reich von etwa 150 Millibar bis 1 Bar, bevorzugt 500 bis 900 Millibar, verwendet wird.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Wärmeaustauscher (7) eine Temperatur in einem Bereich von etwa 100 bis 160°C, bevorzugt 110 bis 150°C, verwendet wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Feststoffe Holzspäne und/oder tieri­ sche Produkte wie Naßgrieben und/oder Knochenprodukte und/oder Tiermehle verwendet werden.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff in einer Menge von maximal etwa 60 Gewichts-% dem Abwasser zugesetzt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Feststoff in einer Menge in einem Be­ reich von etwa 10 bis 55 Gewichts-%, bevorzugt 20 bis 30 Ge­ wichts-%, bezogen auf die Gesamtmenge des Gemischs, zugesetzt wird.