Kurze Antwort: Für niedrige FOG (<50 mg/L) ist ein einfacher Fettabscheider (grease trap) geeignet, für mittlere Werte (50-500 mg/L) DAF (gelöste Luftflotation), und für biologisch abbaubare Reststoffe sind UASB oder MBR geeignet. Bei Abwässern mit hohem FOG-Gehalt (1000+ mg/L), wie in Schlachthöfen und Molkereien, ist die DAF → MBR Serie die Standardlösung.
Was ist FOG und warum verursacht es Probleme?
FOG (Fette, Öle, Fette — Fette, flüssige Öle, Fette) sind hydrophobe organische Verbindungen, die in Abwasser in emulgierter oder freier Form vorkommen. Sie werden in drei Hauptkategorien unterteilt:
- Tierische Fette: Schweine-, Rind-, Fischöle — hoher Gefrierpunkt, geringe Löslichkeit
- Pflanzliche Fette: Sonnenblumen-, Mais-, Olivenöl — hohe Emulsionsneigung
- Mineralöle: Motor-, Hydraulik-, Schneidöle — biologisch resistent, erfordert weitergehende Behandlung
5 Hauptprobleme, die durch FOG verursacht werden:
- Verstopfung der Kanalisation — verhärtet beim Abkühlen, es bildet sich ein "sewer fatberg"
- Pumpen- und Geräteausfälle — haftet an Emulsionswechselventilen
- Inhibition in der biologischen Behandlung — bildet einen Film an der Oberfläche, der den Sauerstofftransfer verringert
- Schlammaufblähung (Bulking) — Ausbruch filamentöser Bakterien
- Überschreitung der Entladegrenzen — Die Türkei legt in der Regel eine Grenze von 30-50 mg/L fest
Methoden zur FOG-Entfernung nach Konzentration
| Konzentration | Empfohlene Methode | Typische Anwendung |
|---|---|---|
| < 50 mg/L | Fettabscheider (grease trap) | Restaurant, kleine Lebensmittelbetriebe |
| 50-200 mg/L | API Fettabscheider + biologisch | Hotelküche, Kantine |
| 200-1000 mg/L | DAF + biologisch (aerob/anaerob) | Molkerei, Fleischverarbeitung |
| 1000-5000 mg/L | DAF (chemisch unterstützt) → MBR | Schlachthof, Fischverarbeitung, Palmöl |
| 5000+ mg/L | Vorextraktion + DAF + MBR/anaerob | Ölraffinerie, Biodieselproduktion |
1. Fettabscheider (Grease Trap / API Separator)
Die grundlegendste Methode zur Phasentrennung durch Schwerkraft. Da Fett leichter als Wasser ist, steigt es an die Oberfläche, das Wasser sammelt sich unten, und der Schlamm sinkt zu Boden. Ein dreikammeriges Design ist verbreitet.
Vorteile: Geringe Investition, einfache Bedienung, benötigt keinen Strom.
Nachteile: Kann Emulsionsfett nicht festhalten, begrenzte Effizienz (%40-70), regelmäßige Reinigung erforderlich.
Typische HRT: 30-90 Minuten. Bei Restaurantabläufen ist dies vorgeschrieben (lokale kommunale Vorschriften).
2. DAF (Gelöste Luftflotation)
Der industrielle Standard für die FOG-Entfernung. Unter Druck (4-6 bar) wird gelöste Luft in das Wasser injiziert; wenn der Druck sinkt, entstehen Mikroluftblasen (30-50 µm), die an Fettpartikeln haften und diese an die Oberfläche transportieren. Der Schaum an der Oberfläche (Float) wird mit einem Abstreifer entfernt.
3 Hauptkonfigurationen von DAF:
- Vollstrom-DAF: Das gesamte Abwasser wird unter Druck gesetzt — kleine Anlagen
- Teilstrom-DAF: Nur der Teil des Abwassers am Ausgang wird unter Druck gesetzt — mittlere Anlagen
- Rückführungs-DAF: Ein Teil des gereinigten Wassers wird zurückgeführt und unter Druck gesetzt — große industrielle Anlagen (am häufigsten)
Leistungsverbesserung — chemische Unterstützung:
- Koagulant: FeCl₃, Alüm — bricht die Fettemulsion auf
- Flokulant: Polyethylenglykol (kationisch) — fördert die Flokulation
- pH-Einstellung: Ein pH-Wert im Bereich von 5-6 stört die Stabilität der Fettemulsion
Typische Effizienz von DAF: Mechanisch (chemiefrei) %60-80; chemisch unterstützt %85-98.
3. Biologische Methoden
Die biologische Zersetzung von FOG ist möglich; jedoch ist ein mehrstufiger Ansatz erforderlich:
3.1 Aerob (MBR, MBBR, Aktives Schlammverfahren)
Da der Kontakt von hydrophobem FOG mit der Mikrobenoberfläche schwierig ist, ist die biologische Zersetzung langsam. Bakterien, die Lipasen produzieren (Pseudomonas, Acinetobacter) zerlegen das Fett zunächst in Glycerin und Fettsäuren; dann wird es in die Zelle aufgenommen und metabolisiert. Das F/M-Verhältnis sollte niedrig gehalten werden, die SRT sollte lang sein.
Der Vorteil von MBR bei der FOG-Entfernung: Die Membran hält partikuläres FOG zu 100% zurück; hohe MLSS unterstützt die biologische Zersetzung. MBR ist in Schlachthöfen und Molkereien äußerst effektiv.
3.2 Anaerob (UASB, EGSB)
Die wirtschaftlichste Lösung bei hochkonzentriertem FOG. Unter anaeroben Bedingungen wandeln methanogene Bakterien Fettsäuren in Methan um → Biogasproduktion. Häufig in Abwässern von Milch, Getränken und Palmöl.
Typische anaerobe FOG-Effizienz: %70-90. Einschränkung: Übermäßige LCFA (langkettige Fettsäuren) führen zu Inhibition — kontrollierte Zuführung ist erforderlich.
Sektorale Anwendungsbeispiele
Schlachthofabwässer (hoher FOG + N + KOİ)
Typische Zusammensetzung: FOG 1.000-3.000 mg/L, KOİ 3.000-8.000 mg/L, NH₄-N 100-300 mg/L, AKM 1.500-3.000 mg/L.
Vorgeschlagener Prozess:
- Rechen + Sieb (Knochen, Federn)
- Ausgleichstank (HRT 8-12 Stunden)
- DAF (chemisch unterstützt, FeCl₃)
- Anaerob (UASB) — Biogasrückgewinnung
- MBR (Stickstoffentfernung A2/O-Konfiguration)
- UV-Desinfektion
Molkerei und Milchprodukte
Typische Zusammensetzung: FOG 200-800 mg/L, KOİ 1.500-6.000 mg/L (Molke hat höhere Werte), AKM 500-2.000 mg/L. BOİ/KOİ > 0,7 — biologisch sehr geeignet.
Vorgeschlagener Prozess: Ausgleich → DAF → Anaerob (UASB) → Aerob (MBR) → optional RO (Wassergewinnung).
Restaurant und Kantine
Typische FOG 100-500 mg/L. In der Regel an die kommunale Kanalisation angeschlossen. Lokale Vorschrift: Fettabscheider (grease trap) — Mindestvolumen 1500 L. Regelmäßige Entleerung (wöchentlich oder zweiwöchentlich) verhindert das Risiko einer Kanalverstopfung.
5 Praktische Fehler bei der FOG-Entfernung
- Fettabscheider zu klein dimensionieren: Wenn die HRT <30 min beträgt, sinkt die Effizienz unter 50%. Die Berechnung des Spitzenabflusses ist erforderlich.
- Warmwasserentsorgung: Wasser über 50 °C hält Fett in gelöster Form → passiert den Abscheider. Vor der Abwasserbehandlung ist eine Kühlung erforderlich.
- Oberflächen-Schaum vernachlässigen: Wenn der Float im DAF nicht regelmäßig abgeschöpft wird, vermischt er sich wieder mit dem Wasser. Die Automatisierung des Abstreifers ist entscheidend.
- Unzureichende chemische Dosierung: Mechanische DAF kann Emulsionsfett nicht festhalten; die Dosierung von FeCl₃ oder Alüm führt zu einer Effizienzsteigerung von %20-30.
- Direkt an die Biologie geben: Abwasser mit 200+ mg/L FOG direkt in das aktive Schlammbecken zu geben = chronisches Bulking, Verlust der Auslaufqualität. DAF ist vorher zwingend erforderlich.
4 Kritische Parameter für das Design
- Spitzenabfluss/ Durchschnittlicher Abflussverhältnis: Restaurant 5-10×, Schlachthof 2-3×, Molkerei 3-5×
- FOG/AKM Verhältnis: Bei hohen Werten ist chemisches DAF erforderlich, bei niedrigen Werten ist mechanisch ausreichend
- Temperatur: Der Auslauf sollte unter 35 °C liegen (Fettverfestigung + Trennung)
- Float-Entsorgung: Jährliche Tonnage der FOG-Rückhaltung sollte berechnet werden — entweder Kompostierung oder Nutzung als Biodiesel
Fazit
Die FOG-Entfernung ist der am häufigsten übersehene, aber kritischste Vorbehandlungsprozess in der Abwasserbehandlung. Die richtige Prozessauswahl sollte je nach Konzentration, Sektor und Rückgewinnungsziel erfolgen. Restaurant-Hotel: grease trap. Milch-Getränke: DAF + anaerob. Schlachthof-Fisch: DAF (chemisch) + MBR. In jedem Fall sollte immer eine FOG-Vorbehandlung vor der biologischen Behandlung erfolgen.
Verwandte Leitfäden: KOİ Entfernung, Stickstoffentfernung, MBR vs MBBR. Für die Charakterisierung von FOG und das spezielle Prozessdesign steht Ihnen unser Ingenieurteam von Arsistek zur Verfügung.
Atıksu arıtma uzmanı, çevre mühendisi. Endüstriyel su arıtma projelerinde 20+ yıl saha deneyimi.
