Fleischverarbeitung: Grüne Energie aus Abwasser

Die fleischverarbeitende Industrie betritt derzeit Neuland, da Regierungen auf der ganzen Welt CO2-Bepreisungssysteme einführen und das Bewusstsein der Gemeinschaft dafür schärfen, welche Industrien hinsichtlich der Luft- und Wasserreinheit ökologische Herausforderungen darstellen. Jean Pierre Ombregt von Global Water Engineering und Michael Bambridge von CST Wastewater Solutions erklären Filtration+Separation die Probleme.

Die Fleischverarbeitung – darunter Rinder-, Schaf-, Schweine- und Geflügelbetriebe – wird weiterhin zunehmende Aufmerksamkeit erregen, sowohl im Hinblick auf den Energieverbrauch, beispielsweise zur Erzeugung von Dampf und Heißwasser, als auch auf die Qualität ihres Abwassers und ihre Emissionen in die Luft. Die Branche steht aufgrund der Beschaffenheit ihres Prozessabwassers, das typischerweise einen hohen Gehalt an organischem Material und folglich aufgrund des Vorhandenseins von Blut einen hohen biochemischen Sauerstoffbedarf (BSB) und chemischen Sauerstoffbedarf (CSB) aufweist, vor besonderen Herausforderungen – und Chancen – , Talg und Schleimhäute.Abwässer der Fleischindustrie können außerdem einen hohen Gehalt an Stickstoff (aus Blut) und Phosphor sowie pathogenen und nicht pathogenen Viren und Bakterien sowie Eiern von Parasiten aufweisen (ganz zu schweigen davon, dass Desinfektionsmittel und Reinigungsmittel in das Abwasser gelangen können). während der Anlagenreinigung (einschließlich saurer, alkalischer, flüssiger Paraffin- und neutraler Verbindungen). Laut Ombregt und Bambridge handelt es sich dabei um ein ziemlich wirksames Gebräu, mit dem man umgehen muss – und der Nachteil für die Branche besteht darin, dass sie in der Vergangenheit nicht auf Umweltauflagen im heutigen Ausmaß reagieren musste; Es musste nicht bewusst die Entwicklung der erforderlichen Technologien fördern. Der Vorteil für die Branche besteht darin, dass es solche Technologien gibt; dass sich in anderen Lebensmittel- und Getränkeindustrien hochwirksame anaerobe grüne Energie- und Abwasseraufbereitungsprozesse bewährt haben; und sie können problemlos an die Fleischverarbeitung im umweltbewussten 21. Jahrhundert angepasst werden. Sie glauben, dass dafür vor allem keine technologische Revolution erforderlich ist, sondern eine Weiterentwicklung der Denkweise weg von alten Technologien, die ihr Verfallsdatum überschritten haben (z. B. weitläufige, umweltschädliche und stinkende Lagunen). veraltete Einstellungen, die Abwasser als Kostenfaktor oder sogar als Ort zum Verbergen von Prozessproblemen betrachten und nicht als Ressource für Recycling und Erzeugung grüner Energie.

Ein erhöhter Verbrauch von hochwertigem Wasser, das ein wichtiges Element der Lebensmittelsicherheit ist, ist häufig charakteristisch für die fleischverarbeitende Industrie. Wasser wird zum Tränken und Waschen von Vieh, zum Reinigen von Fahrzeugen, zum Enthaaren und zur Schwartenbehandlung von Schweinen, zum Spülen von Schlachtkörpern und Nebenprodukten sowie zum Reinigen und Desinfizieren von Geräten und Prozessbereichen verwendet.

Gerüche können bei der Fleischverarbeitung häufig eine erhebliche Form der Luftverschmutzung darstellen. Zu den Hauptquellen für Prozessgerüche zählen Versengen, Verbrühen, Stallhaltung, Abwasserbehandlung und Tierkörperbeseitigung. Die größte Belastung für die Gemeinschaft – und die größte Gefahr für die Umwelt – sind jedoch häufig die stinkenden Gasemissionen (hauptsächlich Methan) aus den für die Branche typischen großen Lagunen

Fleischverarbeitungsbetriebe verbrauchen viel Energie, um Wasser zu erhitzen und Dampf für Prozessanwendungen und Reinigungszwecke sowie für den Betrieb verschiedener Elektrogeräte, Kühlgeräte und Luftkompressoren zu erzeugen. Traditionell ist die Branche ein starker Verbraucher fossiler Brennstoffe, vor allem Öl, dessen Preis von unter 15 US-Dollar pro Barrel vor 20 Jahren auf Spitzenwerte von über 100 US-Dollar schwankte, was fossile Brennstoffe wie Bunkeröl erheblich teurer macht.

Ombregt und Bambridge betonen, dass die Probleme von Abwasser, Emissionen und Energieverbrauch tatsächlich auch eine Chance darstellen, das enorme, aber oft verborgene Potenzial von Abwasser als Quelle erneuerbarer Energie zu nutzen. Dies haben die Partner Global Water Engineering, ein führender Anbieter von Lösungen für sauberes Wasser und grüne Energie, und CST Wastewater Solutions, ein führender Konzern für Abwasserlösungen, der auch GWE-Technologie bei Großprojekten einsetzt, unter Beweis gestellt. GWE hat mehr als 250 Anlagen zur Biogasproduktion im Rahmen des industriellen Abwasserreinigungssystems erfolgreich gebaut, von denen mehr als 75 mit anschließenden Biogasnutzungssystemen für Kunden weltweit geliefert wurden. Viele der neuesten Anlagen nutzen fortschrittliche Technologien – einschließlich anaerober Vor- Aufbereitung von Wasser und aerobes Polieren – um die Reinheit des Wasserabflusses zu verbessern und gleichzeitig Abfall in Methan umzuwandeln, das beispielsweise verbrannt wird, um Kessel- und Warmwassersysteme anzutreiben, oder um Generatoren anzutreiben und fossile Brennstoffe dauerhaft zu ersetzen. Im Durchschnitt liegt die Entfernungseffizienz der anaeroben Abwasserbehandlungsanlagen von GWE bei 90–95 %, wodurch die organische Belastung problemlos auf die vorgeschriebenen Einleitungsnormen für die meisten Abwasserarten gesenkt wird. Das Konzept der Nutzung von Abwasser zur Erzeugung grüner Energie ist weitaus umfassender anwendbar als oft angenommen wird, sagen Ombregt und Bambridge. Jede Fabrik mit einem biologischen Abfallstrom oder Abwasser mit hohem CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf) kann dieses Modell problemlos zur Energieerzeugung nutzen. Zu den anwendbaren Industrien gehören Primärverarbeitungsindustrien wie die Fleisch- und Milchindustrie, für die GWE-Technologien wie das Flotamet™-System eingesetzt werden In Kombination mit den firmeneigenen Dissolved Biogas Flotator (DBF)-Technologien sind sie speziell darauf ausgelegt, die hohen Mengen an Fetten und Ölen in Abwässern aufzunehmen. Bisher haben sich viele Primärindustrien hauptsächlich auf die Behandlung ihrer Abwässer konzentriert, um die örtlichen Abwassernormen zu erfüllen. Auf diese Weise haben Abwasseraufbereitungsanlagen nur zusätzliche Kosten verursacht und wurden nie als Umsatzbringer angesehen. Anstatt auf Effizienz zu achten und die Inputs und Outputs zu optimieren, haben die Fleisch- und andere Industrien traditionell große Lagunen eingesetzt, die große Mengen an Energie benötigen belüften. Allerdings wirft die Anwendung der anaeroben Abwasserbehandlung ein ganz anderes Licht auf die Kostenstruktur der Abwasserbehandlungsinfrastruktur. Mittlerweile kann es für viele Verarbeitungsbetriebe tatsächlich zu einer erheblichen zusätzlichen Einnahmequelle werden.

Geschlossene anaerobe Reaktoren erzeugen aus den organischen Materialien im Abwasser große Mengen Methan (CH4), die den Einsatz fossiler Brennstoffe im Produktionsprozess verringern oder sogar vollständig ersetzen können. Um den Wert etwas ins rechte Licht zu rücken: Eine Tonne COD (chemischer Sauerstoffbedarf), die anaerob verdaut wird, kann zu 350 Nm3 Methan führen, was einer Leistung von 0,15 MW entspricht. Für bestimmte Industrieanwendungen mit hoher organischer Belastung kann genügend Biogas erzeugt werden, um den Energiebedarf einer Produktionsanlage vollständig zu decken, und es bleibt dennoch ein Biogasüberschuss übrig, um es in Stromerzeuger einzuspeisen und Strom an das nationale Stromnetz zu verkaufen, wodurch häufig Emissionsgutschriften generiert werden, sofern diese anwendbar sind , sowie Gewinn. Die geschlossenen anaeroben Prozesssysteme von GWE verhindern auch, dass große Mengen CH4 in die Atmosphäre gelangen. Da CH4 21-mal schädlicher als CO2 ist, können sich die anaeroben Abwasserlösungen von GWE auch für Emissionsminderungszertifikate für Projekte in Ländern qualifizieren, die unter den Programmen Kyoto Clean Development Mechanism (CDM) und Joint Implementation (JI) der Vereinten Nationen aufgeführt sind.Neben dem wirtschaftlichen Vorteil von Neben der effizienten anaeroben Abwasserbehandlung ergibt sich auch ein Vorteil für die Umwelt, da sich der CO2-Fußabdruck der Fabriken erheblich verringert. Dies kann nicht nur durch die Bereitstellung erneuerbarer Energien und damit die Reduzierung oder sogar den Verzicht auf den Einsatz fossiler Brennstoffe geschehen, sondern auch durch den Ersatz traditionellerer, CH4-belastender, offener Lagunen und durch den Ersatz energieverbrauchender und schlammproduzierender traditioneller aerober Kläranlagen. Das Hauptkriterium Damit Energieerzeugungsprojekte rentabel werden, ist die COD-Beladungsrate entscheidend. Je höher die organische Belastung des Abwassers ist, desto mehr Biogas und damit erneuerbare Energie kann daraus gewonnen werden. Auch die Kraftstoffkosten spielen eine erhebliche Rolle. Da die Welt lernt, mit höheren Energiepreisen zu leben, ist die Entscheidung für die anaerobe Technologie für viele Branchen heute der Schlüssel zur unmittelbaren und zukünftigen Sicherung der Stromversorgung.

Ombregt und Bambridge weisen abschließend darauf hin, dass Umweltinitiativen wie die Erzeugung grüner Energie aus der Abwasserbehandlung nicht immer so viel Aufmerksamkeit erhalten wie die traditionelleren erneuerbaren Energien wie Sonne und Wind. Tatsächlich birgt die Nutzung von Abwasser als erneuerbare Energiequelle ein enormes, oft verborgenes Potenzial. Trotz steigender Energiepreise und ständig steigender CO2-Steuern zur Bekämpfung der globalen Erwärmung verschwenden viele Primärverarbeitungsindustrien potenzielle Gewinne immer noch, indem sie das grüne Energiepotenzial von Abwasser außer Acht lassen. Die GWE/CST Wastewater Technology-Partnerschaft fördert Unternehmen mit organischen Inhaltsstoffen in ihrem Abwasser Abwasser- und Abfallströme, um das anaerobe Potenzial für ihren spezifischen Fall zu untersuchen.