Was ist Molke?
Molke entsteht als flüssige Phase bei der Verarbeitung von Milch zu Käse, Joghurt oder Quark. Sie enthält neben Wasser vor allem Milchzucker (Laktose), Proteine, Restfette sowie Mineralstoffe.
Aus abwassertechnischer Sicht zählt Molke zu den hochbelasteten organischen Abwasserströmen, da ihre Inhaltsstoffe biologisch leicht abbaubar sind und dadurch sehr hohe CSB- und BSB₅-Werte verursachen.
Entstehung und Einflussfaktoren
Molke fällt in verschiedenen Prozessschritten der Milchverarbeitung an und gelangt teilweise direkt oder indirekt ins Abwasser:
- Käseherstellung (Labfällung): Entstehung von Süßmolke
- Joghurt- und Frischkäseproduktion (Säurefällung): Bildung von Sauermolke
- Membranverfahren (z. B. Ultrafiltration): Konzentration und Abtrennung von Inhaltsstoffen
- Reinigungs- und CIP-Prozesse: Eintrag von Molkeresten ins Abwasser
Die resultierenden Abwasserströme variieren je nach Produktlinie, Prozessführung und Reinigungsintensität teils erheblich.
Welche Aufgaben/Ziele erfüllt die Abwasserbehandlung?
Die Behandlung von molkehaltigen Abwässern verfolgt mehrere zentrale Ziele. Im Vordergrund steht die Reduktion des CSB (Chemischer Sauerstoffbedarf) und des BSB₅, um die hohe organische Belastung zu senken und biologische Systeme zu entlasten.
Gleichzeitig müssen Fette, Proteine und Schwebstoffe entfernt werden, da sie zu Betriebsstörungen führen können. Auch die Reduktion von Stickstoff und Phosphor gewinnt an Bedeutung, insbesondere bei strengen Einleitvorgaben. Ergänzend geht es darum, Geruchsbildung und unerwünschte Säureprozesse zu vermeiden sowie die Einhaltung gesetzlicher Grenzwerte sicherzustellen.
Ein zusätzlicher Fokus liegt auf der optionalen energetischen Nutzung der organischen Fracht, beispielsweise in Form von Biogas.
Wie funktioniert die Behandlung?
Die Behandlung erfolgt in der Regel mehrstufig und wird an Fracht, Volumen und betriebliche Ziele angepasst.
Vorbehandlung
In der ersten Stufe werden grobe Verunreinigungen entfernt und die Abwasserströme stabilisiert:
- Siebung und mechanische Abtrennung von Feststoffen
- Flotation zur Entfernung von Fetten und Proteinen
- pH-Stabilisierung zur Sicherung stabiler Prozessbedingungen
Physikalisch-chemische Verfahren
Diese Stufe dient der Entfernung feiner und kolloidaler Bestandteile:
- Fällung/Flockung zur Aggregation gelöster und kolloidaler Stoffe
- Flotation zur Abtrennung von Fetten und Proteinen mittels Mikroblasen
Wichtig: Während die Flotation leichte Partikel durch Auftrieb entfernt, trennt die Sedimentation schwerere Stoffe durch Absetzen.
Biologische Behandlung
Aufgrund der hohen organischen Belastung ist die biologische Stufe zentral:
- Anaerobe Verfahren zur Reduktion hoher CSB-Frachten und gleichzeitiger Biogaserzeugung
- Aerobe Belebungsverfahren zur weiteren Reinigung und Stabilisierung
- Membranbiologische Systeme (MBR) bei hohen Anforderungen an die Ablaufqualität
Nachbehandlung
Zur Einhaltung strenger Grenzwerte sind zusätzliche Schritte erforderlich:
- Filtration zur Feinreinigung
- Nährstoffelimination zur Entfernung von Stickstoff und Phosphor
- Schlammbehandlung inklusive Entwässerung und Entsorgung
Welche Stoffe bzw. Parameter sind typisch?
Molkehaltige Abwässer weisen charakteristische Belastungsparameter auf:
- Sehr hoher CSB durch Milchzucker, Proteine und Fette
- Hoher BSB₅ aufgrund leicht abbaubarer organischer Stoffe
- Fette, Öle und Schwebstoffe
- Stickstoff und Phosphor aus Proteinen und Salzen
- Rückstände aus Reinigungsmitteln
- Schwankender pH-Wert je nach Süß- oder Sauermolke
Entsorgung und Wiederverwendung
Die Entsorgung erfolgt in Abhängigkeit von Fracht und Infrastruktur über verschiedene Wege. Häufig wird das Abwasser nach Vorbehandlung in kommunale Kläranlagen eingeleitet oder in betriebseigenen Anlagen behandelt.
Bei hohen organischen Belastungen bietet sich die Nutzung in anaeroben Systemen zur Biogaserzeugung an. Darüber hinaus können in spezialisierten Prozessen einzelne Inhaltsstoffe zurückgewonnen werden.
Eine Wiederverwendung ist möglich, beschränkt sich jedoch auf technisches Prozesswasser und ersetzt kein Trinkwasser.
Gesetzliche Anforderungen
Für molkehaltige Abwässer gelten klare regulatorische Vorgaben:
- Anforderungen der Abwasserverordnung (AbwV)
- Kommunale Grenzwerte für CSB, BSB₅, Stickstoff, Phosphor, pH-Wert und Temperatur
- Verpflichtung zur Teilstrombehandlung bei hochbelasteten Strömen
- Dokumentations- und Überwachungspflichten gemäß Wasserrecht
