Abwasserbehandlung in der Fleischindustrie

Die Fleischindustrie umfasst sowohl Schlachthöfe und Zerlegebetriebe als auch Fleischverarbeitungsbetriebe (frisch, gepökelt oder gekocht). Diese werden jedoch in der Regel in Schlachthof/Zerlegebetrieb und Verarbeitungsbetrieb getrennt. Während erstere Schlachtkörper, Halbschlachtkörper und Fleischstücke für den Verzehr produzieren, stellt die Fleischwarenindustrie veredelte Fleischprodukte her (gewürzte und gepökelte Fleischwaren, Schinken, Würste usw.).

Aus umwelttechnischer Sicht unterscheidet sich die Abwasserproduktion deutlich je nach Art der betreffenden Anlage. Während Schlachthöfe/Zerlegebetriebe große Mengen an Abwasser mit hoher organischer Belastung erzeugen, ist die Produktion in Verarbeitungsbetrieben geringer und bleibt über die Zeit hinweg relativ konstant.

Wie unten beschrieben, erzeugt der Großteil der in einem Schlachthof nacheinander durchgeführten Prozesse Abwasser:

• Anlieferung der lebenden Tiere/Einstallung: Die Tiere kommen in der Anlage an und werden eingestallt. Das bei der Reinigung dieser Bereiche anfallende Abwasser enthält Urin, Kot, Haare, Desinfektionsmittel usw.
• Schlachtung: Die Tiere werden außen mit Druckwasserstrahlen gewaschen und anschließend geschlachtet. Auch bei diesem Prozess entsteht Abwasser.

• Ausbluten: Die Tiere werden ausgeblutet. Das Blut wird zum Verkauf gesammelt, obwohl es üblicherweise zu Verschüttungen kommt, die beim Reinigen ins Abwasser gelangen.

Ab diesem Punkt unterscheiden sich die weiteren Prozesse zwischen Rindern und Schweinen. Für Schweine sind diese Prozesse wie folgt:

• Blanchieren: Verunreinigungen werden durch Eintauchen des Schlachtkörpers in kochendes Wasser von der Haut entfernt. Auch hierbei entsteht Abwasser.
• Abflammen: Nach dem Blanchieren verbleibende Haare werden mit Brennern entfernt.
• Waschen: Der Schlachtkörper wird mit Druckwasser gewaschen, um Rückstände nach dem Abflammen zu entfernen. Auch hierbei entsteht Abwasser.

Für Rinder werden nach dem Ausbluten folgende Prozesse durchgeführt:

• Enthäuten: Die Haut, Beine und Hörner werden vom Schlachtkörper entfernt.

Rinder- und Schweineschlachtkörper durchlaufen anschließend eine gemeinsame Prozessreihe:

• Ausnehmen: Reste wie Eingeweide, aus denen Nebenprodukte für Tierfutter gewonnen werden, werden entfernt. Auch hierbei entsteht Abwasser.
• Lüften, Zerlegen und Verkauf: Die Schlachtkörper werden auf Raumtemperatur gekühlt, zerlegt und in die Endproduktkammern zur Verkaufsbereitschaft gebracht.

Die Prozesse bei Geflügel sind ähnlich, mit dem Unterschied, dass während der Einstallung deutlich mehr Abwasser anfällt und ein Zwischenschritt des Rupfens zwischen Blanchieren und Abflammen eingeschlossen ist.

Wie ersichtlich, entsteht bei nahezu allen beteiligten Prozessen sowie bei der Reinigung der Anlagen Abwasser. Das Endvolumen ist hoch, und es wird geschätzt, dass etwa 5 Liter Wasser pro Kilogramm Lebendgewicht des Tieres benötigt werden. Der Wasserverbrauch bei Geflügel ist mit 5 bis 10 Litern Wasser pro Kilogramm Lebendgewicht höher. Das erzeugte Abwasser enthält in der Regel Schlämme, Fleischreste, Blut, Haare, Eingeweideteile und Oberflächenfett, was zusammen zu einem Gehalt an organischer Substanz, Schwebstoffen, Ölen und Fetten, Stickstoff (Ammoniak und organisch), Phosphaten sowie Reinigungs- und Desinfektionsmitteln führt. Zudem variiert die Belastung im Abwasser stark je nach Tageszeit und sogar von Stunde zu Stunde.

Typische Werte für die Parameter bezüglich der organischen Substanz und Nährstoffgehalte des in einem Schlachthof mit Zerlegebetrieb anfallenden Abwassers sind in der folgenden Tabelle zu finden.

Die am meisten empfohlene Option zur sachgerechten Behandlung dieses Abwassers ist ein Konzept, das eine Vorbehandlung des Wassers umfasst, welche größere und kleinere Feststoffe entfernt, gleichzeitig Öle und Fette abtrennt und Schwankungen im Durchfluss und/oder in der Belastung abmildert, gefolgt von einer biologischen Behandlung zur Entfernung der organischen Substanz und des Stickstoffs. Diese Schritte werden im Folgenden näher erläutert:

• Vorbehandlung: Der erste erforderliche Prozess umfasst die Entfernung größerer und kleinerer Feststoffe mittels Sieben mit Maschenweiten von 10 mm bzw. 4 mm. Es ist außerdem ratsam, Öle und Fette vor der biologischen Behandlung aufgrund ihres hohen Sauerstoffbedarfs vom Wasser zu trennen. Eine wirksame Methode hierfür ist die Flotation. Schließlich ist aufgrund der Schwankungen im Durchfluss und der Schadstoffbelastung während des Produktionszyklus die Einbindung einer Durchfluss-Homogenisierungs- und Laminierungseinheit empfehlenswert, um Spitzenbelastungen zeitlich abzumildern.
• Biologische Behandlung: Diese kann mit verschiedenen sehr unterschiedlichen Technologien durchgeführt werden, von denen die günstigsten sind:

1. Schwachbelastete Belebtschlämme: Es ist möglich, gelöste organische Substanz zu entfernen und Denitrifikation durch einen schwachbelasteten Biomasseprozess in Suspension zu erreichen, bei dem das Diffusorgitter für das Belüftungssystem nicht den gesamten Bioreaktor einnimmt. Je nach Anordnung der Luftdiffusoren werden aerobe und anoxische Bereiche im Reaktor gebildet, deren Wechselwirkung die Stickstoffentfernung ermöglicht.
2. SBR: Ein sequenzieller diskontinuierlicher Prozess kann zur Entfernung sowohl organischer Substanz als auch Nährstoffe eingesetzt werden. Beim SBR finden alle Prozesse im selben Reaktor, jedoch zeitlich nacheinander statt. Um diskontinuierlich arbeiten zu können, ist ein Tank erforderlich, in dem das in das Behandlungssystem eingeleitete Abwasser zwischengespeichert werden kann.
3. Anaerober Prozess: Sowohl organische Substanz als auch Stickstoff können durch eine anaerobe Behandlung entfernt werden, die keinen Sauerstoff benötigt. Als Produkt der Abfolge von Umwandlungen während des Prozesses wird ein Teil des Kohlenstoffs im Abwasser in Biogas umgewandelt, ein wiederverwertbares Gemisch aus Kohlendioxid und Methan.

Die drei genannten biologischen Behandlungsverfahren sind effizient und robust und weisen jeweils eigene Vor- und Nachteile auf. Es ist jedoch zu beachten, dass die anaerobe biologische Behandlung aufgrund ihres geringeren Energieverbrauchs niedrigere Betriebskosten verursacht und gleichzeitig Biogas erzeugt.

Zusammenfassend erzeugen Schlachthöfe/Zerlegebetriebe große Mengen an Abwasser mit hoher organischer Belastung (gelöst und in Suspension) sowie Stickstoff, Phosphor, Ölen und Fetten und Krankheitserregern. Das am meisten empfohlene Behandlungssystem basiert auf dem Konzept eines vollständigen Systems mit Wasser-Vorbehandlung zur Entfernung großer und kleiner Feststoffe sowie Ölen und Fetten und einer biologischen Behandlung, die die organische Belastung und Nährstoffe aus dem Wasser entfernt. Bei anaerober biologischer Behandlung kann das erzeugte Biogas zur Stromerzeugung genutzt werden, wodurch der Gesamtenergieverbrauch der Anlage reduziert wird.