Das Abwasser aus der Biodieselproduktion entsteht durch die Herstellung von Biodiesel mittels Transesterifizierung von Pflanzenölen oder tierischen Fetten mit Alkohol (häufig Methanol) und einem Katalysator (z. B. Natriumhydroxid oder Kaliumhydroxid). Diese Prozesse führen zur Bildung von Abwasser, das spezifische Verunreinigungen wie Glycerin, Methanol, Seifen, Fettsäuren, Öle und Salze enthält. Dieses Abwasser stellt besondere Anforderungen an die Behandlung, da sowohl organische Belastungen als auch toxische Substanzen entfernt werden müssen, bevor das Abwasser sicher entsorgt werden kann.
Inhaltsverzeichnis
Technische Hintergründe
Das Abwasser der Biodieselproduktion setzt sich hauptsächlich aus den folgenden Komponenten zusammen:
Prozesswasser: Dieses enthält Rückstände aus der chemischen Umwandlung, darunter Methanol, Glycerin, Katalysatoren, freie Fettsäuren und Seifen. Diese organischen und chemischen Stoffe führen zu einer hohen biochemischen (BSB5) und chemischen Sauerstoffnachfrage (CSB).
Waschwasser: Das Waschwasser wird verwendet, um Glycerin, Methanol und überschüssige Chemikalien aus dem Rohbiodiesel zu entfernen, was zu einer hohen Konzentration an gelösten und emulgierten Fetten sowie anorganischen Rückständen führt.
Behandlung von Abwasser aus der Biodieselproduktion
Die Aufbereitung des Abwassers aus der Biodieselproduktion erfordert eine Kombination von Verfahren, um die hohe organische Belastung und die potenziell schädlichen chemischen Verunreinigungen zu entfernen.
1. Vorbehandlung – Flotationsanlagen und Fettabscheider
Eine effektive Vorbehandlung ist entscheidend, um das Abwasser auf die nachfolgenden Reinigungsprozesse vorzubereiten. Aufgrund der hohen Konzentration an Ölen, Fetten und Schwebstoffen eignet sich die Flotation als ein sehr effizientes Verfahren zur Abscheidung dieser Stoffe.
Flotationsanlagen: Die Druckentspannungsflotation (z.B. unsere ALMA NeoDAF) ist ein gängiges Verfahren in der Abwasseraufbereitung der Biodieselproduktion. Dabei wird Luft unter Druck in das Abwasser eingeleitet. Bei der anschließenden Druckentlastung entstehen feine Luftblasen, die sich an Fette, Öle und Schwebstoffe heften und diese an die Wasseroberfläche transportieren. Dort werden sie abgeschöpft und entfernt. Dieses Verfahren ermöglicht eine sehr effiziente Abtrennung von hydrophoben Substanzen, die in der Biodieselproduktion in hohen Mengen vorkommen.
Fettabscheider: Ergänzend zur Flotation werden Fettabscheider eingesetzt, um Öle und Fette aus dem Abwasser zu entfernen, bevor es in die biologischen Reinigungsprozesse übergeht. Fettabscheider nutzen die Dichteunterschiede zwischen Wasser und Fett, um das Fett an der Oberfläche zu sammeln, wo es entfernt werden kann.
Die Kombination aus Flotationsanlagen und Fettabscheidern ist besonders wichtig, da das Abwasser der Biodieselproduktion eine hohe Konzentration an restlichen Ölen und fettigen Substanzen aufweist, die nicht nur den biologischen Reinigungsprozess beeinträchtigen, sondern auch die Umwelt stark belasten könnten, wenn sie nicht korrekt entfernt werden.
Foto: Unsere Flotationsanlage ALMA NeoDAF
2. Biologische Behandlung
Nach der mechanischen Vorbehandlung und der Entfernung von Fetten und Ölen kann das Abwasser biologisch behandelt werden. Dabei kommen Mikroorganismen zum Einsatz, die die organischen Verbindungen wie Glycerin und Methanol abbauen. Allerdings ist in vielen Fällen aufgrund der hohen Toxizität des Abwassers eine gründliche Vorbehandlung notwendig, um schädliche Substanzen zu entfernen, die den biologischen Abbauprozess hemmen könnten.
- Belebtschlammverfahren: Aufgrund der hohen organischen Belastung eignet sich das Belebtschlammverfahren zur Reduzierung der organischen Verunreinigungen im Abwasser. Mikroorganismen bauen dabei Glycerin, Methanol und andere organische Substanzen ab, wodurch die BSB5 und CSB signifikant gesenkt werden.
- Anaerobe Behandlung: In vielen Fällen kann eine anaerobe Behandlung (Produktübersicht anaerobe Behandlungsverfahren) vorteilhaft sein, um organische Stoffe in Methan (Biogas) umzuwandeln, das energetisch genutzt werden kann. Diese Verfahren sind besonders effizient bei stark belastetem Abwasser.
Foto: Belebungsbecken für Abwasser aus einer Raffinerie (ALMA BHU BIO)
Herausforderungen und Besonderheiten
Methanol: Methanol ist eine potenziell toxische Verbindung, die in großen Mengen in der Biodieselproduktion verwendet wird. Seine Entfernung oder der Abbau ist essenziell, da Methanol nicht nur biologischen Reinigungsprozessen schaden, sondern auch die Umwelt stark belasten kann.
Öle und Fette: Der hohe Fett- und Ölanteil im Abwasser erfordert eine robuste Vorbehandlung, um nachgeschaltete Anlagen und biologische Prozesse vor einer Überlastung zu schützen. Die Kombination aus Fettabscheidern und Flotationsanlagen ist hier besonders wirksam.
Hohe organische Belastung: Die hohe BSB5 und CSB im Abwasser der Biodieselproduktion macht es (je nach Einleitbedingungen) notwendig, leistungsfähige biologische Behandlungsverfahren einzusetzen. Dabei muss darauf geachtet werden, dass die Toxizität des Abwassers vor der biologischen Reinigung reduziert wird, um die Mikroorganismen nicht zu schädigen.
Fazit
Das Abwasser aus der Biodieselproduktion stellt aufgrund seiner spezifischen Zusammensetzung, insbesondere des hohen Anteils an Fetten, Ölen und toxischen Verbindungen wie Methanol, besondere Herausforderungen an die Abwasserbehandlung. Eine gründliche Vorbehandlung durch Flotationsanlagen (z.B. unsere ALMA NeoDAF) und Fettabscheider ist unerlässlich, um die nachfolgenden biologischen Reinigungsverfahren wie das Belebtschlammverfahren (z.B. ALMA BHU BIO) zu schützen und die Schadstoffbelastung des Abwassers zu senken.
