Abscheideranlagen für Fette – Teil 2: Bemessungsgrundsätze

Fettabscheider werden gemäß DIN EN ­1825-2 bemessen. Auf die Norm und auch auf die DIN 4040-100 verweist ebenfalls das Merkblatt DWA-M 760 „Fetthaltiges Abwasser“ im ­Abschnitt 10.1.2 „Bemessung und Auswahl von Fettabscheideranlagen“. Es können folgende Bemessungsverfahren angewendet werden:

a) nach Messergebnissen des tatsächlichen Spitzenabflusses Q_S (gut geeignet für bestehende Anlagen)

b) Bemessungsmethode auf Basis der angeschlossenen Entwässerungsgegenstände/Auslaufventile

c) Bemessungsmethode auf Basis der Betriebsart

d) spezielle Berechnungen für Sonderfälle, sofern durch die Entwässerungsbehörde genehmigt.

Wenn der Schmutzwasserabfluss Q_S nach b) und c) ermittelt wird, sollte der höhere Abflusswert der beiden Berechnungen verwendet werden. Gemäß Abschnitt 6.1 der DIN EN ­1825-2 wird die Nenngröße NS des Abscheiders nach folgender Gleichung ermittelt:

NS = Q_S · f_t · f_d · f_r

Dabei ist:

NS berechnete Nenngröße des Abscheiders

Q_S maximaler Schmutzwasserabfluss in l/s

f_t Erschwernisfaktor in Abhängigkeit von der Temperatur im Zufluss

f_d Dichtefaktor für die maßgebenden ­Fette/Öle

f_r Erschwernisfaktor für den Einfluss von Spül- und Reinigungsmitteln

Nach der Berechnung ist die ­nächsthöhere Nenngröße maßgebend. Im Abschnitt 4 der DIN EN 1825-1 werden folgende bevorzugte Nenngrößen für Fettabscheider angegeben: 1, 2, 4, 7, 10, 15, 20 und 25. Andere Nenngrößen sind grundsätzlich zulässig.

Bild: Bernd Ishorst

Faktor f_t

Hohe Abwassertemperaturen beeinträchtigen die Abscheidewirkung von Fettabscheidern maßgeblich. Im Abschnitt 6.2.2 der DIN EN 1825-2 werden folgende Erschwernisfaktoren in Abhängigkeit von der Temperatur im Zufluss angegeben:

f_t = 1,0 bei Temperaturen des Schmutzwassers am Einlauf von ≤ 60 °C

f_t = 1,3 bei ständigen oder gelegentlichen Temperaturen des Schmutzwassers am Einlauf von > 60 °C

Faktor f_d

Nach Abschnitt 6.2.3 der DIN EN ­1825-2 gilt ein Dichtefaktor von 1,0 für fetthaltiges Schmutzwasser von Küchen, Schlachtbetrieben sowie von Fleisch- und Fischverarbeitungsbetrieben. Bei Fetten und Ölen mit einer Dichte von > 0,94 ­g/­cm³ beträgt der Dichtefaktor 1,5. Im Anhang B der DIN EN ­1825-2 werden entsprechende Dichten für verschiedene maßgebende Fette und Öle angegeben.

Faktor f_r

Spül- und Reinigungsmittel dürfen die Abscheidewirkung von Fettabscheidern nicht beeinträchtigen und keine stabilen Emulsionen bilden. Daher sollten folgende Erschwernisfaktoren für diesen Einfluss gemäß Abschnitt 6.2.4 der DIN EN ­1825-2 verwendet werden:

f_r = 1,0, wenn keine Anwendung von Spül- und Reinigungsmitteln erfolgt

f_r = 1,3 bei ständiger oder gelegentlicher Anwendung von Spül- und Reinigungsmitteln

f_r ≥ 1,5 für Sonderfälle, zum Beispiel Krankenhäuser

Bild: Bernd Ishorst

Schmutzwasserabfluss Q_S nach Verfahren b)

Die Bemessungsmethode auf Basis der Anzahl und Art der Einrichtungsgegenstände und Auslaufventile entsprechend dem Bemessungsverfahren b) führt zu realistischen Ergebnissen bei bereits bestehenden und neu zu planenden Küchen sowie Fleisch- und Fischverarbeitungsbetrieben. Der maximale Schmutzwasserabfluss Q_S wird hierbei nach folgender Gleichung ermittelt:

Q_S = Σ n · q_i · Z_i (n)

Dabei ist:

Q_S maximaler Schmutzwasserabfluss in l/s

n Anzahl der Einrichtungsgegenstände/Auslaufventile gleichen Typs

q_i maximaler Schmutzwasserabfluss des Einrichtungsgegenstandes/Auslauf­ventils in l/s

Z_i (n) Faktor der Gleichzeitigkeit aus Tabelle A.1 (Bild A) und A.2 (Bild B) der DIN EN ­1825-2

Hinweis: Für alle nicht in den Tabellen A.1 und A.2 enthaltenen Einrichtungsgegenstände bzw. Auslaufventile sollten die entsprechenden Werte entweder durch Messung oder durch den Hersteller des jeweiligen Produkts bestimmt werden.

Schmutzwasserabfluss Q_S nach Verfahren c)

Die Bezugsgröße beim Bemessungs­verfahren c) ist die jeweilige Betriebsart von gewerblichen Küchenbetrieben oder Fleischverarbeitungsbetrieben. Die Armaturen und Einrichtungen finden hierbei keine Berücksichtigung. Die Ermittlung des maximalen Schmutzwasserabflusses erfolgt nach folgender Gleichung:

Q_S = V · F / (t · 3600)

Dabei ist:

Q_S maximaler Schmutzwasserabfluss in l/s

V durchschnittliches tägliches Schmutzwasservolumen in l

F einheitsloser Stoßbelastungsfaktor in ­Abhängigkeit von der Betriebsart gemäß Tabelle A.5 (Bild C) der DIN EN ­1825-2

t durchschnittliche tägliche Betriebszeit in Stunden

Hinweis: Die Ermittlung des durchschnittlichen täglichen Schmutzwasservolumens V kann durch Messung der Frischwasserentnahme oder alternativ durch Berechnung erfolgen.

Bild: Bernd Ishorst

Bild: Bernd Ishorst

V in gewerblichen Küchenbetrieben

Das durchschnittliche tägliche Schmutzwasservolumen von gewerblichen Küchenbetrieben wird nach folgender Gleichung berechnet:

V = M · V_M

Dabei ist:

V durchschnittliches tägliches Schmutzwasservolumen in l

M Anzahl der täglich produzierten warmen Essensportionen

V_M betriebsspezifische Wassermenge je warmer Essensportion aus Tabelle A.3 (Bild D) der DIN EN ­1825-2 in l

V in Fleischverarbeitungsbetrieben

Für Fleischverarbeitungsbetriebe wird das durchschnittliche tägliche Schmutzwasservolumen nach folgender Gleichung ermittelt:

V = M_P · V_P

Dabei ist:

V durchschnittliches tägliches Schmutzwasservolumen in l

M_P tägliche Wurstwarenproduktion in kg (Bild E)

V_P betriebsspezifische Wassermenge je kg Wurstwarenproduktion nach Tabelle A.4 (Bild E) der DIN EN 1825-2 in l

Bild: Bernd Ishorst

Bild: Bernd Ishorst

NS nach Verfahren b)

Wie die Bestimmung der Nenngröße von Fettabscheidern nach der Bemessungsmethode b) und damit auf Basis der angeschlossenen Entwässerungsgegenstände/Auslaufventile erfolgen kann, zeigen die Berechnungsbeispiele 1 und 2.

Berechnungsbeispiel 1

Gegeben:

Hotelküche mit Einrichtungsgegenständen gemäß Angaben in Bild F und mit:

f_t = 1,0 (Temperatur übersteigt nie 60 °C)

f_d = 1,0 (Dichte des Fettes < 0,94 g/cm³)

f_r = 1,3 (Einsatz von Spül- und Reinigungs­mitteln)

Gesucht:

Nenngröße NS des Fettabscheiders

Formel:

NS = Q_S · f_t · f_d · f_r

Lösung:

NS = 5,35 · 1,0 · 1,0 · 1,3

Ergebnis:

NS = 6,96

Die nächstgrößere bevorzugte Nenngröße der Abscheideranlage ist NS 7.

Berechnungsbeispiel 2

Gegeben:

Kleiner Fleischverarbeitungsbetrieb mit Einrichtungsgegenständen gemäß Angaben in Bild G und mit:

f_t = 1,3 (Temperatur übersteigt 60 °C)

f_d = 1,0 (Dichte des Fettes < 0,94 g/cm³)

f_r = 1,3 (Einsatz von Spül- und Reinigungs­mitteln)

Gesucht:

Nenngröße NS des Fettabscheiders

Formel:

NS = Q_S · f_t · f_d · f_r

Lösung:

NS = 2,74 · 1,3 · 1,0 · 1,3

Ergebnis:

NS = 4,63

Die nächstgrößere bevorzugte Nenngröße der Abscheideranlage ist NS 7.

NS nach Verfahren c)

Wie die Bestimmung der Nenngröße von Fettabscheidern nach der Bemessungsmethode c) und damit auf Basis der Betriebsart erfolgen kann, zeigen die Berechnungsbeispiele 3 und 4.

Berechnungsbeispiel 3

Gegeben:

Werksküche/Mensa mit:

M = 1000 warme Essensportionen pro Tag

t = 10 Stunden Betriebszeit

V_M = 5 l/Essensportion (Bild D)

F = Stoßbelastungsfaktor 20 (Bild C)

f_t = 1,0 (Temperatur übersteigt nie 60 °C)

f_d = 1,0 (Dichte des Fettes < 0,94 g/cm³)

f_r = 1,3 (Einsatz von Spül- und Reinigungs­mitteln)

Gesucht:

Nenngröße NS des Fettabscheiders

Formeln:

V = M · V_M

Q_S = V · F / (t · 3600)

NS = Q_S · f_t · f_d · f_r

Lösung:

V = 1000 · 5

V = 5000 l/d

Q_S = 5000 · 20 / (10 · 3600)

Q_S = 2,78 l/s

NS = 2,78 · 1,0 · 1,0 · 1,3

Bild: Bernd Ishorst

Ergebnis:

NS = 3,61

Die nächstgrößere bevorzugte Nenngröße der Abscheideranlage ist NS 4.

Berechnungsbeispiel 4

Gegeben:

Mittlerer Fleischverarbeitungsbetrieb mit:

T = 10 Stunden Betriebszeit an jeweils fünf Betriebstagen pro Woche

V_P = 15 l/kg Wurstwarenproduktion (Bild E)

M_P = 6 GV/Woche mit 100 kg/GV (Bild E)

F = Stoßbelastungsfaktor 35 (Bild C)

f_t = 1,0 (Temperatur übersteigt nie 60 °C)

f_d = 1,0 (Dichte des Fettes < 0,94 g/cm³)

f_r = 1,3 (Einsatz von Spül- und Reinigungsmitteln)

Gesucht:

Nenngröße NS des Fettabscheiders

Formeln:

V = M_P · V_P

Q_S = V · F / (t · 3600)

NS = Q_S · f_t · f_d · f_r

Lösung:

M_P = (6 GV/Woche · 100 kg/GV) / 5 Tage

M_P = 120 kg/d

V = 120 kg/d · 15 l/kg

V = 1800 l/d

Q_S = 1800 · 35 / (10 · 3600)

Q_S = 1,75 l/s

NS = 1,75 · 1,0 · 1,0 · 1,3

Ergebnis:

NS = 2,28

Die nächstgrößere bevorzugte Nenngröße der Abscheideranlage ist NS 4.

Sonderfälle

Bei industriellen Betrieben sollte gemäß Abschnitt 6.3 der DIN EN ­1825-2 die Bestimmung der Nenngröße NS des Fettabscheiders basierend auf betriebsspezifischen Untersuchungen vorgenommen werden.

Schlammfangvolumen

Nach Abschnitt 6.4 der DIN EN ­1825-2 muss das Volumen von Schlammfängen mindestens 100 · NS in l betragen. Für Schlachthöfe und ähnliche Betriebe werden mindestens 200 · NS in l empfohlen.

Nachgeschaltete Abwasserhebeanlagen

Die Fördermenge einer nachgeschalteten Abwasserhebeanlage muss mindestens dem maximalen Schmutzwasserabfluss Q_S zum Fettabscheider entsprechen. Für den Fall, dass über die Abwasserhebeanlage noch weitere Schmutzwasserabflüsse abgeleitet werden, sind diese zusätzlich zu berücksichtigen. Die Bestimmung der Förderhöhe für Abwasserhebeanlagen/Pumpen muss gemäß DIN EN ­12056-4 erfolgen.

•  Grundlage für die Bemessung von Fettabscheidern liefert die DIN EN 1825‑2. Dabei können verschiedene Bemessungsverfahren angewendet werden.

•  In die Berechnung der Nenngröße des Abscheiders fließen neben dem maximalen Schmutzwasserabfluss auch Erschwernisfaktoren für Temperatur, für Dichte und für den Einfluss von Spül- und Reinigungsmitteln ein.

•  Wird der Schmutzwasserabfluss nach der Bemessungsmethode b) und c) ermittelt, dann ist der höhere Abflusswert der beiden Berechnungen maßgeblich.

•  Die Bemessungsmethode b) auf Basis der Anzahl und Art der Einrichtungsgegenstände und Auslaufventile führt zu realistischen Ergebnissen bei bereits bestehenden und neu zu planenden Betrieben.

•  Die Bezugsgröße beim ­Bemessungsverfahren c) ist die jeweilige Betriebsart. Armaturen und Einrichtungen finden dabei ­keine Berücksichtigung.

•  Die Fördermenge einer ­nachgeschalteten Abwasserhebeanlage muss mindestens dem maximalen Schmutzwasserzufluss zum Fettabscheider entsprechen. Werden weitere Schmutzwasser­abflüsse abgeleitet, sind diese ­zusätzlich zu berücksichtigen.

Autor

Bernd Ishorst
ist Berater, Fachautor und Referent für Entwässerungstechnik.

bernd.ishorst@gmx.de

Bild: Bernd Ishorst

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