IKZ-HAUSTECHNIK, Ausgabe 3/1998, Seite 24 ff.

SANITÄRTECHNIK

Praxisbezogene Entwässerungstechnik

Abscheideranlagen für Fette

Ing. Manfred Putscher, Günter Diefenbach* Teil 1

Wasser ist unser wichtigstes Lebensmittel. Es steuert viele Prozesse der Umwelt. Wo der Mensch in den natürlichen Wasserkreislauf eingreift, nutzt er das Wasser und verschmutzt es. So entsteht Abwasser (Schmutzwasser). Man unterscheidet Abwasser aus privaten Haushalten sowie aus Gewerbe und Industrie. So fallen zum Beispiel im gewerblichen Bereich der Restauration Fette und Öle an, die bereits vor Einleitung des Schmutzwassers in die öffentliche Kanalisation behandelt werden müssen.

In der Monatszeitschrift für Berufserziehung "Der junge Installateur und Klempner" Ausgabe April 1963, heißt es bereits: "Alles fett- und ölhaltige Abwasser ist in Fettabscheider einzuleiten. Im Fettabscheider muß das Fett vom Wasser ausgeschieden werden." Damit gesetzliche Vorschriften erfüllt werden, ist eine umfassende Planung, sorgfältige Ausführung und regelmäßige Wartung von Fettabscheideranlagen nach dem Stand der Technik erforderlich.

Bild 1: Funktionsprinzip eines Fettabscheiders. In den mit Wasser gefüllten Abscheider fließt fetthaltiges Abwasser. Fett scheidet sich ab und verdrängt Wasser nach unten. Wasser läuft über den Ablauf in den Kanal.

Fettabscheideranlagen DIN 4040

Fettabscheider sind Einbauteile in Abwasserleitungen, die der Zurückhaltung pflanzlicher und tierischer Fettbestandteile in den Abwässern von Schlachtereien, Fleischwarenfabriken, Gaststätten und fischverarbeitenden Betrieben dienen. Für den Einbau gelten die Vorschriften der Bauordnung und die Bestimmungen in DIN 1986 Teil 1 sowie DIN 4040 nach denen in Betrieben, in denen fetthaltiges Abwasser anfällt, Fettabscheider einzubauen sind.

Fette und Öle aus Haushalten fallen jährlich bis 5 l pro Einwohner an. In gewerblichen Betrieben fallen wesentlich größere Mengen an, die nach verschiedenen Angaben in Großküchen bis 8 g/Portion warmes Essen, in Hotelküchen bis 15 g/Portion warmes Essen, in Schlachthöfen 0,1% des Lebendgewichtes des Schlachtviehs, in Großfleischereien 0,3% der Verarbeitungsmenge betragen. Diese Fette sind mit einer Dichte von etwa 0,93 kg/dm³ bis 0,96 kg/dm³ leichter als Wasser und darin unlöslich. Sie sind in reinem Zustand farblos, geruchlos und geschmacklos. Unter dem Einfluß der Verschmutzung, höherer Temperaturen und durch Zutritt von Luft kommt es jedoch schnell zur Bildung von aggressiven Fettsäuren und zu unangenehm riechenden Verbindungen. In abgekühltem Zustand (etwa unter 30-35°C) und mit abnehmender Fließgeschwindigkeit setzen sie sich zunehmend an den Rohrwandungen ab, halten andere Schmutzstoffe fest und können so zu Querschnittverengungen und Verstopfungen führen. Bei Ableitung in Kläranlagen beeinträchtigt die fetthaltige Schwimmschicht die zur Frischhaltung des Abwassers notwendige Sauerstoffaufnahme und damit auch die Arbeitsweise der Kläranlagen.

Bild 2: Entsorgung mit Saugschlauch.

Wirkungsweise und physikalische Grundlagen

Eine Abscheideranlage besteht aus Schlammfang, Abscheider und Probeentnahmeschacht, wobei der Abscheideranlage gegebenenfalls eine weitergehende Abwasserreinigung nachgeschaltet sein kann.

Im Schlammfang wird die Fließgeschwindigkeit des zufließenden Abwasser-Gemisches so weit verringert, daß es zu einer Absetzwirkung der darin enthaltenen Feststoffe (Sand, Schlamm und Grobstoffe) kommt.

Diese Prozesse der Abwasserreinigung, die die Trennung verschiedener Phasen in einem Flüssig-Fest- oder Flüssig-Flüssig-System behandeln, werden speziell der mechanischen Verfahrenstechnik zugeordnet. Hierbei kann es sich um die Trennung von Flüssigkeiten verschiedener Dichte, um die Trennung von Feststoffen und Flüssigkeiten oder Feststoffen und Gasen sowie um die Trennung von Gasen aus Flüssigkeiten handeln.

Bild 3: Entsorgung mit manueller Absaugeinrichtung.

Zur Trennung einer leichteren Flüssigkeit von einer schwereren sind Kräfte erforderlich. Zweckmäßig und in der Abwasserreinigung üblich, nutzt man die verschiedenen Auftriebskräfte durch die unterschiedlichen Dichten der eingeleiteten Stoffe.

Anwendung und Einsatzbereiche

Einbau außerhalb von Gebäuden im Erdreich

Hier eignen sich besonders Fettabscheider in runder fugenloser Bauweise aus Polyethylen PE-HD. Sie sind innen korrosionssicher gegen Fettsäuren und durch bakterielle Umsetzung entstehende schweflige Säuren, außen gegen aggressive Wässer und Böden wie Humussäuren und Chloride.

Eine Beschichtung/Nachbeschichtung ist nicht erforderlich. Fettabscheider aus PE-HD sind besonders montagefreundlich, da Abladen, Versetzen und Ausrichten der Fettabscheider-Anlage in der Baugrube problemlos durch geringes Gewicht (hier genügt in den meisten Fällen ein Bagger als zusätzliches Hilfsmittel) gegeben ist. Für die Baugrubenvorbereitung ist in der Regel ein verdichtetes Sand-/Kiesbett ausreichend. Bei diesen Fettabscheidern kann neben der herkömmlichen direkten Entsorgung der Anlage mittels Saugschlauch (Bild 2) auch eine manuelle Absaugeinrichtung (Bild 3) eingesetzt werden.

Bild 4: Fettabscheider Erdeinbau aus PE-HD.

Fettabscheider aus Stahlbeton DIN 4281 sind rissesicher bewehrt und mehrlagig auf behandeltem Untergrund innen beschichtet. Sie eignen sich im besonderen unter anderem dort, wo hohe Belastungen (Klasse D) gefordert sind.

Einbau in Gebäuden zur Freiaufstellung

Überall dort, wo Geruchsbelästigungen unzumutbar oder unzulässig sind, sollten Fettabscheider mit Entsorgungs- und Absaugvorrichtung eingebaut werden. Dies gilt besonders für:

Für diese Einsatzbereiche können Fettabscheider aus PE-HD oder Edelstahl im geschlossenen, geruchdichten System eingebaut werden. Diese Fettabscheider sind je nach Anforderung mit Absaugvorrichtung, Förderpumpen und/oder Rührwerk ausgestattet.

Bild 5: High-Tech in der Abstellkammer. Fettabscheider mit vollautomatischer Hochdruckinnenreinigung und Entsorgung.

Baustellenschweißung und Montage

Bedingt durch enge Einbringungsverhältnisse in den Technikraum entstehen oft für die Planung und Ausführung ungeahnte Schwierigkeiten.

Schmale Türen, winklige Treppen (Bild 6) und Gänge sowie kleinste Aufstellungsräume behindern dann die Montage. Mit dem flexiblen Werkstoff PE-HD wird ein leichter Transport von vorbereiteten Einzelteilen zum Aufstellungsort des Fettabscheiders ermöglicht. Die individuell vorgefertigten Bauteile der Anlage werden einzeln durch enge Durchgänge (Bild 7) an den Installationsort gebracht. Hier werden die Teile verschweißt und vom Installateur montiert. Somit ist der Abscheider paßgenau unter schwierigsten räumlichen Bedingungen eingebaut.

Eine andere Variante zum nachträglichen Einbau sind Fettabscheider aus Edelstahl die aus kleinen leichten Behälterelementen bestehen (Bild 8), die sich ohne großen Aufwand durch Türen und über Treppen transportieren lassen. Im Aufstellungsraum werden die Elemente vom Installateur zusammengesteckt und über Spannflansche mit Profildichtungen dicht miteinander verbunden. Die großdimensionierten von außen zugänglichen Spannflanschverbindungen gewährleisten ein gleichmäßiges Durchfließen der Abscheidekammern.

Bild 6: Kellerabgang.

Abscheider-Systeme und Bauarten

Fettabscheider mit Entsorgungs-/Absaugeinrichtung

Das Anschlußschema (Bild 9) zeigt ein System mit dem Schlämme und Fette im Fettabscheider in einem Arbeitsgang zerkleinert und abgesaugt werden. Gleichzeitig wird die Fettabscheider-Anlage gereinigt und gespült. Mit einer zusätzlich installierten Umlüftung ist die Anlage auch während der Entsorgung absolut geruchfrei. Da im Schlamm-/Fettabwasser keine Verschleißteile wie z.B. Heizung, Rührwerk oder Förderpumpen installiert sind, ergibt sich eine deutliche Senkung der Betriebs- und Wartungskosten. Für die nach DIN 4040 und Entwässerungssatzung vorgeschriebene regelmäßige Entnahme der Fette und Schlämme, sollten entsprechende Entsorgungsfahrzeuge mit mobiler Entwässerung von Fettabscheiderrückständen eingesetzt werden. Dadurch entsteht eine weitere deutliche Reduzierung der Entsorgungskosten.

Frischfettabscheider

Bei einem Frischfettabscheider (Bild 10) werden die lipophilen Leichtstoffe sofort abgeschieden, in frischem Zustand über einen Fettabzug entnommen und in Sammelbehälter mit einem Fassungsvermögen von 60 Litern abgefüllt. Separate Behälter nehmen den getrennt abgezogenen Schlamm auf.

Bild 7: Einbringung der Bauteile.

Da sich durch die kurze Verweilzeit im Abscheider kein Fett ablagert und sich keine Fettsäuren bilden, läuft der Betrieb geruchlos, wartungsfrei und mit geringstem Bedienungsaufwand. Die Kleinbehälter können mit üblichen Lieferfahrzeugen zur Wiederverwertung transportiert werden. Saugwagen sind zur Entsorgung nicht mehr notwendig, was die Entsorgungskosten reduziert.

Finanzielle Einsparungen mit positiven Umweltaspekten ergeben sich weiterhin durch den geringen Frischwasserbedarf, weil der Abscheider nach der Entsorgung nicht mehr mit Frischwasser gefüllt werden muß. Ebenso entfallen beim Frischfettabscheider entsorgungsbedingte Ausfallzeiten. Auch das reduziert die Entsorgungskosten und schafft so einen zusätzlichen Anreiz zum ordnungsgemäßen Betrieb.

Unter Recycling-Gesichtspunkten schließlich ermöglicht der Frischfettabscheider eine wesentlich bessere Verwertung der Abwasserinhaltsstoffe. Die ökonomisch und ökologisch sinnvolle Aufbereitung und Verwertung scheitert nicht mehr wie bisher an der fortgesetzten Zersetzung von Speiseresten.

Bild 8: Fettabscheideranlage aus Edelstahl mit konfektionierten Behälterelementen - System AWK -.

Entsorgungsanlage für Fette und Schlämme

Die Anlage dient zur intervallweisen Absaugung der Fettschwimmdecke sowie der Schlammphase - ohne Wasseranteil - aus dem Fettabscheider. Die Entsorgungsanlage (Bild 11) kann sowohl in Neuanlagen, als auch bei der Sanierung von bestehenden Anlagen eingesetzt werden.

Die aus dem Fettabscheider abgesaugten Bestandteile werden in einem Zwischenspeicher gelagert und bei Vollmeldung vom Entsorgungsfahrzeug abgeholt. Die hochwertige Biomasse wird je nach Herkunft dem Faulturm der Kläranlage oder einer Biogasanlage zugeführt.

Gegenüber der herkömmlichen Entsorgung von Fettabscheidern ergibt sich eine Volumenreduzierung um 90%. Die Anlage muß nicht mehr mit Wasser aufgefüllt werden. Die üblichen nach DIN 4040 vorgeschriebenen Reinigungsintervalle entfallen. Keine Geruchsentwicklung durch Saugfahrzeuge. Bei entsprechender Auslegung des Zwischenspeichers können Reinigungsintervalle verlängert werden. Eine deutliche Senkung der Sanierungskosten ist die Folge.

Bild 9: Fettabscheider mit automatischer hydromechanischer Entsorgungs- und Absaugeinrichtung, System ACO SIGNUM.

Gesetzliche Bestimmungen

Grundlagen für die Einbaupflicht von Abscheideranlagen ergeben sich aus den Forderungen der einschlägigen Bestimmungen wie DIN 1986, DIN 4040 und den Entwässerungssatzungen der Gemeinden, die mit den Bauordnungen der Länder eng verknüpft sind.

DIN 1986 Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke

Rückhalten schädlicher Stoffe, Teil 1 Auszug:

Für Stoffe und Flüssigkeiten, die schädliche oder belästigende Ausdünstungen oder Gerüche verbreiten, Baustoffe, die Entwässerungseinrichtungen angreifen oder den Betrieb stören, sind Anlagen zu schaffen, die das Eindringen dieser Stoffe und Flüssigkeiten in die Leitungen verhindern. Solchen Anlagen darf nur das Abwasser zugeführt werden, dessen schädliche Stoffe oder Flüssigkeiten zurückgehalten oder behandelt werden müssen. In Betrieben, in denen fetthaltiges Wasser anfällt, sind Fettabscheider einzubauen. Fettabscheider sollen außerhalb der Gebäude, jedoch so nahe wie möglich, an den Ablaufstellen eingebaut werden. Falls der Einbau außerhalb eines Gebäudes nicht möglich ist, sollen Fettabscheider in einen geruchdicht abgeschlossenen, be- und entlüftbaren Raum eingebaut werden. Für jeden eingebauten Fettabscheider muß die Möglichkeit der Entleerung und Reinigung bestehen.

Bild 10: Frischfettabscheider, System Passavant.

Fettabscheider müssen nach DIN 4040 Teil 2 bemessen werden.

DIN 4040 Abscheideranlagen für Fette, Teil 2, Auszug:

Fettabscheideranlagen sind immer dann einzusetzen, wenn Fette und Öle organischen Ursprungs aus dem Schmutzwasser zurückgehalten werden müssen.

Dies gilt z.B. für Betriebe gewerblicher oder industrieller Art wie:
Küchenbetriebe und Großküchen z.B. in Gaststätten, Hotels, Autobahnraststätten, Kantinen,
Grill-, Brat- und Frittierküchen,
Essensausgabestellen (mit Rücklaufgeschirr),
Fleischhauereien (Metzgereien) mit und ohne Schlachtung,
Schlachthöfe (Großschlächtereien),
Geflügelschlachtereien,
Darmzubereitungsanlagen,
Tierkörperverwertungen,
Knochen- und Leimsiedereien,
Seifen- und Stearinfabriken,
Fischverwertungsbetriebe,
Ölmühlen,
Speiseölraffinerien,
Margarinefabriken,
Fertiggerichtherstellungen,
Fritten- und Chipserzeugungen,
Erdnußröstereien, u.a.

Kommunale Entwässerungssatzung, Auszug

Hier sind die einschlägigen Auflagen und Einleitungsbedingungen der zuständigen Behörden zu beachten.

Das bedeutet am Beispiel einer Entwässerungssatzung, daß Abwässer und Stoffe, welche die an der öffentlichen Entwässerungsanlage beschäftigten Personen gefährden, die Anlage beschädigen, die Kanäle verstopfen oder in der Kläranlage nicht ausreichend behandelt werden können, schädliche Ausdünstungen oder üble Gerüche verbreiten, infektiös, feuergefährlich, zerknallfähig, giftig, radioaktiv oder betonaggressiv sind sowie Flüssigkeiten faulenden oder gärenden Inhalts nicht in die öffentliche Entwässerungsanlage abgeleitet werden dürfen. Unzulässig sind hiernach unter anderem die Ableitung von Chemikalien, Lösungsmitteln, Schutt, Sand, Asche, Schlacke usw., von Hausmüll, medizinischem Müll, Lumpen, Jauche, Dung, Schlachtabfällen sowie Stoffe, die gemäß Abfallbeseitigungsgesetz beseitigt werden müssen. Der Einbau von Abfallzerkleinerern in die Grundstücksentwässerungsanlage und das Abschwemmen von Papierrückständen nach Zerkleinerung, Verbrennung oder sonstige Behandlung in einem dafür vorgesehenen Gerät ist verboten.

Bild 11: Automatische, intervallweise Absaugung von Fetten und Schlämmen aus Fettabscheidern, System Müller und Jessen.

Das abzuleitende Abwasser muß so beschaffen sein, daß weder die mechanischen oder biologischen Vorgänge in der Abwasserbehandlungsanlage gehemmt, noch der Betrieb von Kläranlagen beeinträchtigt wird. Im übrigen wird auf die Genehmigungspflicht für die Einleitung von Abwässern gefährlicher Stoffe gemäß § 15 Abs. 1 Ziff. 4 HGW verwiesen. Die Einleitung von Abwässern außergewöhnlicher Art und Menge kann versagt oder von Auflagen abhängig gemacht werden. Es ist nicht zulässig Abwässer einzuleiten, deren Beschaffenheit folgende Grenzwerte übersteigt:
pH-Wert 6,0 - 9,0
Temperatur max. 35°C

Metalle wie
Blei (Pb) max. 2,0 ppm
Chromat (Cr VI) max. 0,2 ppm
Kupfer (Cu) max. 2,0 ppm
Nickel (Ni) max. 2,0 ppm
Quecksilber (Hg) max. 0,05 ppm
Selen (Se) max. 1,0 ppm
Zink (Zn) max. 5,0 ppm
Sulfate (So 4-) max. 400,0 ppm

Öle und Fette
verseifbar max. 150,0 ppm
nicht verseifbar (nach DEV H 17/H 18) max. 20,0 ppm

In Sonderfällen kann die zuständige Behörde weitere oder andere Einleitbedingungen festlegen, insbesondere die Schmutzfracht beschränken. Die Behörde ist berechtigt, jederzeit Abwasseruntersuchungen vornehmen zu lassen.
Fortsetzung folgt

L i t e r a t u r v e r z e i c h n i s :

[1] DIN 1986 Teil 1-4 Entwässerungsanlagen für Gebäude und Grundstücke Beuth-Verlag, Berlin

[2] DIN 4040 Teil 1-2Abscheideranlagen für Fette Beuth-Verlag, Berlin

[3] Feurich Sanitärtechnik Krammer-Verlag, Düsseldorf

[4] Passavant-Werke, Aarbergen Handbuch Abscheidetechnik. Die innovative Technologie des Fettabscheidens EAT.958.9/95.2/3

[5] Dr. Belouschek Grundlagen der Abscheidung von pflanzlichen und tierischen Ölen und Fetten Technische Akademie, Wuppertal

[6] Ing. Putscher/Diefenbach Fachaufsatz Leichtflüssigkeitsabscheider IKZ-HAUSTECHNIK 7/96 Strobel-Verlag, Arnsberg

[7] Putscher, M. Fachaufsatz Praxisbezogene Abscheidetechnik VDI-Verlag, Düsseldorf

[8] DIN 4045 Begriffe aus dem Abwasserwesen Beuth-Verlag, Berlin

[9] Ühlein, Erhard Römpps Chemisches Wörterbuch Franck’sche Verlagsbuchhandlung, W. Keller & Co., Stuttgart

[10] Lexikon der Abwassertechnik 4. Auflage Bischofsberger, W. und Hegemann, W., Vulkan-Verlag, Essen

[11] Müller + Jessen Neumünster Naßmüll- und Wertstoffentsorgung

[12] ATV-Fachwörterbuch Deutsch-Englisch-Französich GFA, Hennef

[14] VDI-TGA Fachtagungen, VDI-Berichte: Sanitärtechnik VDI-Verlag, Düsseldorf

[15] DIN 19522 Teil 1+2; Gußeiserne Abflußrohre ohne Muffe (SML), DIN 19535 Teil 1+2, Rohre und Formstücke aus Polyethylen hoher Dichte (PE-HD für heißwasserbeständige Abwasserleitungen (HT) innerhalb von Gebäuden, DIN 19560 Vornorm Rohre und Formstücke aus Polypropylen (PP) mit Steckmuffe für heißwasserbeständige Abwasserleitungen (HT) innerhalb von Gebäuden. Beuth Verlag, Berlin

*) Ing. Manfred Putscher, beratender Ingenieur; Günter Diefenbach, Geschäftsführer ACO Signum

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