Eine Flotationsanlage, die auf den Jahresmittelwert von Durchfluss und Fracht eines Lebensmittelbetriebs ausgelegt ist, wird innerhalb weniger Wochen nach der Inbetriebnahme überlastet sein. Der Grund ist einfach: Lebensmittelbetriebe leiten nicht im stationären Betrieb ein. CIP-Zyklen, Chargenwechsel, Produktlinienwechsel und Schichtendspülungen erzeugen kurzfristige Lastspitzen, die in Bezug auf Fette, Öle und Schmierstoffe das Drei- bis Fünffache des Tagesmittelwerts erreichen können.
Eine DAF-Anlage auf Durchschnittsbedingungen auszulegen und sie dann durch diese Spitzen zu betreiben, ist die häufigste Ursache für Einleitzuschlagsbescheide der kommunalen Behörde.
DAF in der Lebensmittelindustrie – Kenndaten
- Typischer FOG-Spitzenfaktor
- 3–5× Tagesmittelwert bei CIP und Schichtendspülung
- Hydraulische Verweilzeit
- 20–40 Minuten beim Auslegungsspitzendurchfluss
- Rezirkulationsverhältnis
- 25–50% des Zulaufdurchflusses für ausreichende Blasenerzeugung
- Chemikaliendosierung
- Koagulant + Flockungsmittel; Dosis muss der Last folgen, nicht dem Durchfluss
- Schlamm (Flotationsschlamm)
- 3–8% TR je nach Produkttyp
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Das Lastprofil eines Lebensmittelbetriebs verstehen
Vor der Auslegung einer DAF-Anlage sollte das Einleitprofil über mindestens zwei vollständige Produktionswochen aufgezeichnet werden. Die wichtigsten Ereignisse sind:
- CIP-Zyklen: Reinigungsabläufe sind typischerweise kurz (30–90 Minuten), aber hochkonzentriert in Bezug auf FOG, CSB und manchmal Lauge oder Säure. Sie treten zu vorhersehbaren Zeiten auf, wenn der Produktionsplan feststeht.
- Chargenwechsel: Der Wechsel zwischen Produktlinien erzeugt einen Spülstoß mit Restprodukt, der den CSB um das Vier- bis Fünffache erhöhen kann.
- Schichtendspülungen: Boden- und Gerätereinigung am Schichtende konzentriert Feststoffe und FOG in einem kurzen hydraulischen Spitzenstoß.
Der Auslegungsspitzendurchfluss für die DAF-Anlage sollte der maximale Stundendurchfluss aus der Messkampagne sein, nicht der Tagesdurchfluss geteilt durch 24.
3–5×
Typischer FOG-Konzentrationsfaktor bei CIP gegenüber stationärem Betrieb
20–40 min
Hydraulische Verweilzeit beim Spitzendurchfluss für wirksame Flotation
25–50%
Rezirkulationsverhältnis für ausreichende Druckluftversorgung
Chemikaliendosierung, die der Last folgt, nicht dem Durchfluss
Der häufigste Betriebsfehler bei DAF-Anlagen in der Lebensmittelindustrie ist die durchflussproportionale Dosierung von Koagulant und Flockungsmittel. Während eines CIP-Ablaufs kann der Durchfluss ähnlich wie im Normalbetrieb sein, aber die FOG- und CSB-Fracht ist drei- bis fünfmal höher. Ein durchflussproportionales Dosiersystem dosiert während der Spitze zu wenig und im stationären Betrieb zu viel.
Lastproportionale Dosierung – ausgelöst durch einen Inline-Trübungs- oder CSB-Sensor – ist der richtige Ansatz. Der Sensor erkennt die steigende Last und erhöht die Chemikaliendosis, bevor die Spitze die Flotationszone erreicht. Dazu ist ein kurzes Puffervolumen (ein Vorlagebehälter oder Zulaufkanal) zwischen dem Einleitpunkt und dem DAF-Zulauf erforderlich, damit das Dosiersystem Zeit hat zu reagieren.
Puffervolumen vor dem DAF-Zulauf
Ein Vorlagebehälter oder Zulaufkanal mit 10–20 Minuten Verweilzeit beim Spitzendurchfluss gibt dem Chemikaliendosiersystem Zeit, auf Lastspitzen zu reagieren, bevor sie die Flotationszone erreichen. Ohne diesen Puffer kann ein CIP-Ablauf die DAF-Anlage unterdosiert passieren und als sichtbare FOG-Fahne im Ablauf erscheinen.
Schlammmanagement (Flotationsschlamm)
Der Flotationsschlamm aus der Lebensmittelindustrie hat typischerweise 3–8% TR und einen hohen organischen Anteil. Er muss kontinuierlich oder in kurzen Intervallen abgezogen werden – eine Ansammlung von Flotationsschlamm auf der Oberfläche verschlechtert die Ablaufqualität und kann zur Rücklösung von Feststoffen in das behandelte Wasser führen.
Die Abzugsfrequenz des Räumers sollte dem Produktionsplan angepasst werden: höhere Frequenz während und unmittelbar nach CIP-Zyklen, niedrigere Frequenz im stationären Betrieb. Eine automatische Räumersteuerung, die mit dem Produktionsplan verknüpft ist, ist für größere Anlagen eine praktische Lösung.
Inbetriebnahme-Checkliste DAF für Lebensmittelbetriebe
- Lastprofil über zwei Produktionswochen aufzeichnen, bevor die Anlage ausgelegt wird
- Auslegungsspitzendurchfluss aus dem maximalen beobachteten Stundendurchfluss ableiten, nicht aus dem Tagesmittelwert
- Inline-Trübungs- oder CSB-Sensor für lastproportionale Chemikaliendosierung installieren
- 10–20 Minuten Puffervolumen zwischen Einleitpunkt und DAF-Zulauf vorsehen
- Räumerfrequenz dem Produktionsplan anpassen, nicht einem festen Timer
- Rezirkulationsverhältnis beim Spitzendurchfluss prüfen – Zulaufdurchfluss bei Bedarf reduzieren
- Ablauf während des ersten CIP-Zyklus nach Inbetriebnahme beproben, um Compliance zu bestätigen
Wie lege ich eine DAF-Anlage für Lebensmittelabwasser mit variablen Lasten aus?+
Legen Sie die DAF-Anlage hydraulisch für den maximalen beobachteten Stundendurchfluss aus einer zweiwöchigen Messkampagne aus, nicht für den Tagesmittelwert. Legen Sie das Chemikaliendosiersystem für die maximale FOG- und CSB-Fracht bei CIP-Zyklen aus. Sehen Sie ein Puffervolumen von 10–20 Minuten beim Spitzendurchfluss zwischen dem Einleitpunkt und dem DAF-Zulauf vor, damit die lastproportionale Dosierung reagieren kann, bevor die Spitze die Flotationszone erreicht.
Warum verschlechtert sich mein DAF-Ablauf während CIP-Zyklen?+
CIP-Abläufe kommen mit dem Drei- bis Fünffachen der stationären FOG- und CSB-Konzentration an. Wenn das Chemikaliendosiersystem durchflussproportional statt lastproportional arbeitet, dosiert es während der CIP-Spitze zu wenig. Das Ergebnis ist unvollständige Flockung und FOG-Übertrag in den Ablauf. Die Installation eines Inline-Trübungs- oder CSB-Sensors und der Wechsel zur lastproportionalen Dosierung löst dieses Problem typischerweise innerhalb eines Produktionszyklus.
Welche CSB-Zuschlagsreduzierung kann eine korrekt ausgelegte DAF-Anlage in einem Lebensmittelbetrieb erzielen?+
Eine für Spitzenlasten ausgelegte und betriebene DAF-Anlage entfernt typischerweise 70–90% der FOG und 40–60% des CSB aus Lebensmittelabwasser. Die genaue Reduzierung hängt vom Produkttyp, der Optimierung der Chemikaliendosierung und davon ab, ob der DAF-Anlage eine biologische Stufe nachgeschaltet ist. Die Zuschlagsreduzierung ist am größten bei Betrieben mit fettreichen Produkten wie Molkerei, Fleischverarbeitung oder Speiseölraffination.
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