Techn. Anleitung AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger

BMLFUW VII / 4 F. HEFLER 1 September 2003

TECHNISCHE ANLEITUNG ZUR BEGRENZUNG VONABWASSEREMISSIONEN AUS KÜHLSYSTEMEN

UND DAMPFERZEUGERN

(AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger BGBl. II Nr. 266/2003)

Inhaltsverzeichnis Seite

1 Allgemeines 3 1.1 Kühlsysteme 3

1.1.1 Arten von Kühlsystemen 3

1.1.2 Auswirkungen von Kühlsystemen auf die Umwelt 9 und deren Vermeidung bzw. Verminderung

1.1.3 Abwasseranfall und –beschaffenheit 17

1.2 Dampferzeuger 22

1.2.1 Abwasseranfallstellen 23

1.2.2 Abwasserbeschaffenheit und -reinigung 27

1.2.3 Vermeidungs- und Verminderungsmaßnahmen 29

2 Geltungsbereich 30 2.1 Kühlsysteme 30


2.3 Abgrenzung zu Geltungsbereichen 31 anderer Abwasseremissionsverordnungen

3 Gegenwärtige Entsorgungssituation 32 3.1 Kühlsysteme 32


4 Stand der Technik 34 4.1 Kühlsysteme 34


AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger Technische Anleitung


5 Parameterauswahl und Emissionsbegrenzungen 38 5.1 Parameterauswahl 38

5.1.1 Durchlaufkühlsysteme 38

5.1.2 Umlaufkühlsysteme 39

5.1.3 Dampferzeuger 40

5.2 Emissionsbegrenzungen 41

5.3 Regelung für Kleineinleitungen 44

6 Umsetzung wasserbezogener EU-Richtlinien 45 6.1 RL 76/464/EWG 45

6.2 RL 96/61/EG (IPPC) 45

7 Fristen 46



1 Allgemeines 1.1 Kühlsysteme Als Kühlung bezeichnet man die Temperaturerniedrigung eines zu kühlenden Stoffes (Kühl-medium) durch Wärmeübertragung an einen Stoff mit geringerer Temperatur (Kühlmittel). Erfolgt bei der Kühlung die Wärmeübertragung durch unmittelbar stofflichen (direkten) Kontakt zwischen Kühlmedium und Kühlmittel, so spricht man von direkter Kühlung. Als indirekte Kühlung be-zeichnet man dagegen jene, bei welcher kein unmittelbar stofflicher Kontakt zwischen Kühlmittel und dem zu kühlenden Medium besteht. In der Technik versteht man unter Kühlung allgemein die Abfuhr von Rest- oder Verlustwärme aus Maschinen und Geräten oder von deren Oberflächen an die Umgebung, wobei eine bestimmte Grenztemperatur, die meist deutlich über der Umgebungstemperatur liegt, nicht überschritten wer-den soll (kann). Zum Wärmetransport werden dabei zumeist als gasförmiges Kühlmittel die Luft und als flüssiges Kühlmittel das Wasser verwendet. In der Kältetechnik hingegen bezeichnet der Begriff Kühlung auch eine Temperaturerniedrigung unter die Umgebungstemperatur unter Einsatz von Kältemaschinen. Zum Wärmeabtransport kom-men als Kühlmittel technische Gase wie Ammoniak, Fluorchlorkohlenwasserstoffe etc. oder Flüs-sigkeiten wie Calciumchlorid etc. in geschlossenen Systemen zum Einsatz. Wasser wird im Hinblick auf seine thermischen Eigenschaften (hohe spezifische Wärme) und sei-ne universelle Verfügbarkeit als Kühlmittel in nahezu allen gewerblich – industriellen Tätigkeiten benötigt. Den größten Kühlwasserbedarf haben die Energieversorgungsunternehmen für die Küh-lung thermischer Energieerzeugungsprozesse sowie die Eisen-, Stahl- und chemische Industrie. Der mengenmäßig größte Teil des Kühlmittels Wasser wird bei all diesen Prozessen in Form der Durchlaufkühlung verwendet. Auch im Dienstleistungsbereich werden in zunehmendem Maß Kühl-systeme eingesetzt (Klimatisierung von Gebäuden, Kühlung von EDV – Anlagen etc.). Als Kühlmit-tel kommt auch hier zumeist Wasser zum Einsatz; in Sonderfällen verwendet man Öle oä. 1.1.1 Arten von Kühlsystemen Kühlsysteme basieren auf thermodynamischen Prinzipien und sind so ausgelegt, dass sie den

Wärmeaustausch zwischen Kühlmittel und Kühlmedium fördern bzw. die Freisetzung nicht rückge-

winnbarer Wärme in die Umgebung erleichtern. Kühlsysteme, die in Gewerbe und Industrie zur



Kühlung von Prozessen aller Art eingesetzt werden, können nach ihrer Auslegung und nach dem

Hauptkühlprinzip unterteilt werden in Systeme, die mit

- Wasser

- Luft

- einer Kombination von Wasser und Luft

als Kühlmittel arbeiten.

Der Wärmeaustausch zwischen Kühlmedium und Kühlmittel wird in der Regel in Wärmetauschern

durchgeführt. Bei offenen Wärmetauschersystemen kommt das Kühlmittel dabei mit der Umge-

bung(sluft) in Berührung. Bei geschlossenen Systemen dagegen strömt das Kühlmittel in Rohren,

Rohrschlangen, Plattenpaketen oä. und hat keinen direkten stofflichen Kontakt mit der Um-

gebung(sluft).

An Orten, wo genügend Kühlwasser und ein aufnahmefähiges Oberflächengewässer zur Verfü-

gung steht, werden zur Lösung von Abwärmeproblemen meist Durchlaufkühlsysteme verwendet.

Im Durchlaufkühlsystem erfolgt keine Kreislaufführung des Kühlwassers, erforderlichenfalls aber

eine Kühlung des abfließenden Kühlwassers (Ablaufkühlung).

Sind keine günstigen wasserwirtschaftlichen Voraussetzungen gegeben, kommen Umlaufkühlsys-

teme zur Anwendung; ihre großtechnische Ausführung ist als Kühlturm bekannt.

In einem offenen Umlaufkühlsystem wird das Kühlwasser durch Berührung mit einem Luftstrom

abgekühlt; eingebaute Vorrichtungen zur Intensivierung des Kontaktes zwischen Luft und Wasser

fördern dabei den Wärmeaustausch. Der Luftstrom kann entweder mechanisch durch Ventilatoren

oder durch Naturzug (Kaminwirkung) erzeugt werden. Kühltürme mit mechanischem Luftzug wer-

den sowohl für kleine wie auch für große Leistungen eingesetzt; Kühltürme mit Naturzug kommen

meist für hohe Leistungen zur Anwendung (zB. in der Energiewirtschaft).

Bei einem geschlossenen Umlaufkühlsystem kann die Kühlung der Bauelemente (Rohre, Rohr-

schlangen oder Plattenpakete), in denen das Kühlmittel strömt, durch Luft, Wasser oder beide Me-

dien erfolgen. Bei geschlossenen Nassumlaufkühlsystemen kühlt ein Luftstrom durch Verdunstung

die mit Wasser besprühten Bauelemente des Kühlsystemes. Bei geschlossenen Trockenumlauf-

kühlsystemen werden die Bauelemente lediglich von Luft umströmt. Bei beiden Auslegungen kön-



nen die Bauelemente mit Rippen versehen sein, wodurch die Wärmetauscheroberfläche und somit

die Kühlwirkung vergrößert wird. In der Industrie finden geschlossene Nassumlaufkühlsysteme bei

kleineren Wärmeleistungen vielfältige Anwendung. Geschlossene Trockenumlaufkühlsysteme fin-

det man sowohl in kleineren Industrieanwendungen als auch in großen Kraftwerken vor, sofern

nicht genügend Wasser zur Verfügung steht oder die Kosten für die Kühlwasserbereitstellung sehr

hoch sind.

Offene und geschlossene Hybridkühlsysteme sind spezielle mechanische Kühlsystemkonstruk-

tionen, die sich für Nass- und Trockenbetrieb eignen. Hauptzweck des Einsatzes eines derartigen

Systems ist die Vermeidung der Ausbildung einer sichtbaren Dampffahne. Mit der Möglichkeit, die-

ses System (insbesondere bei kleinen Anlagen in Zellenbauweise) in Zeiten niedriger Um-

gebungslufttemperatur in Trockenfahrweise zu betreiben, kann eine Senkung des jährlichen Was-

serverbrauchs und eine Minderung der Ausbildung einer sichtbaren Dampffahne erreicht werden.

Tabelle 1 zeigt Merkmale technisch angewandter Kühlsysteme unter bestimmten klimatischen

Verhältnissen. Die Endtemperatur des nach der Kühlung aus dem Wärmetauscher austretenden

Kühlmediums hängt von der Temperatur des Kühlmittels und von der technischen Auslegung des

Kühlsystems ab. Wasser hat eine höhere spezifische Wärme als Luft und ist deshalb das bessere

Kühlmittel. Die Temperatur der Kühlmittel Luft und Wasser ist von den örtlichen Trocken- und

Feuchtkugeltemperaturen abhängig. Je höher diese Temperaturen sind, desto schwieriger wird die

Abkühlung auf eine geforderte niedrige Prozessendtemperatur.

Die Prozessendtemperatur ist die Summe aus der niedrigsten Umgebungstemperatur (des Kühl-

mittels) und der erforderlichen Mindesttemperaturdifferenz zwischen dem (in das Kühlsystem ein-

tretenden) Kühlmittel und dem (aus dem Kühlsystem austretenden) Kühlmedium. Diese Min-

desttemperaturdifferenz wird als Kühlgrenzabstand (engl. approach) bezeichnet. Unter rein tech-

nischen Gesichtspunkten lässt sich der Kühlgrenzabstand sehr klein auslegen - die Kosten für Er-

richtung und Betrieb eines Wärmetauschers sind allerdings umgekehrt proportional zur Größe des

Kühlgrenzabstandes. Je kleiner der Kühlgrenzabstand ist, desto niedriger kann die Prozess-

endtemperatur gewählt werden. Jeder Wärmetauscher hat seinen eigenen Kühlgrenzabstand. Im

Falle mehrerer in Reihe geschalteter Wärmetauscher (mehrstufige Wärmetauscher) müssen zur

Berechnung der erreichbaren Endtemperatur des Gesamtkühlprozesses alle Kühlgrenzabstände

zur Temperatur des (in das Kühlsystem eintretenden) Kühlmittels hinzu addiert werden.

Mehrstufige Kühlsysteme kommen zur Anwendung, wenn problematische Medien gekühlt werden

müssen, deren Entweichen in die Umwelt auf jeden Fall vermieden werden muss. Mehrstufige



Kühlsysteme bestehen zumindest aus zwei Kühlkreisläufen (Primärkreislauf – Sekundärkreislauf),

die durch einen Wärmetauscher gekoppelt sind.

Für die üblicherweise in der Energiewirtschaft eingesetzten Kühlsysteme gelten auf Grund der be-

sonderen Erfordernisse des Dampfkondensationsprozesses etwas andere Mindestkühlgrenz-

abstände und Kühlleistungen als für Nicht - Kraftwerksanwendungen. Die abweichenden Kühl-

grenzabstände und entsprechenden Energieerzeugungsleistungen sind in Tabelle 2 zusammen-

gefasst.



Tabelle 1 Beispiele für technische und thermodynamische Merkmale verschiedener Kühl-systeme für industrielle Anwendungen (ausgenommen Wärmekraftwerke)

Kühlsystem Kühl-mittel Kühlprinzip

Mindest-kühlgrenz-abstände

(K)4)

Erreichbare Mindestend-temperatur

des Kühlme-diums5)

(°C)

Leistung des indus-triellen Prozesses

(MWth)

Offenes Durch-laufsystem

Wasser WärmeleitungKonvektion 3 – 5 18 – 20 < 0,01 – > 2000

Offenes Durch-laufsystem mehr-stufig

Wasser

WärmeleitungKonvektion 6 – 10 21 – 25 < 0,01 – > 1000

Offenes Umlauf-kühlsystem

Wasser Luft Verdunstung3) 6 – 10 27 – 31 < 0,1 – > 2000

Offenes Umlauf-kühlsystem mehrstufig

Wasser1) Luft2) Verdunstung3) 9 – 15 30 – 36 < 0,1 – > 200

Geschlossenes Umlaufkühlsys-tem nass

Wasser1) Luft2)

Verdunstung + Konvektion 7 – 147) 28 – 35 0,2 – 10

Geschlossenes Umlaufkühlsys-tem trocken

Luft Konvektion 10 – 15 40 – 45 < 0,1 – 100

Hybridkühlung Offen

Wasser1) Luft2)

Verdunstung + Konvektion 7 – 14 28 – 35 0,15 - 2,56)

Hybridkühlung Geschlossen

Wasser1) Luft2)

Verdunstung + Konvektion 7 – 14 28 – 35 0,15 - 2,56)

Anmerkungen: 1) Wasser ist Sekundärkühlmittel und befindet sich größtenteils im Umlauf. Durch Verdunstung des

Wassers wird die Wärme an die Luft abgegeben. 2) Luft ist Kühlmittel, mit dem die Wärme an die Umwelt abgegeben wird. 3) Verdunstung ist das Hauptkühlprinzip. Wärmeübertragung erfolgt auch durch Wärmeleitung /

Konvektion, jedoch in geringerem Maße. 4) Kühlgrenzabstände in Bezug auf Feucht- oder Trockenkugeltemperaturen. Kühlgrenzabstände von Wärmetauscher und Kühlturm müssen dazuaddiert werden. 5) Endtemperaturen sind vom Standortklima abhängig (die Angaben gelten für durchschnittliche mittel-

europäische Klimaverhältnisse mit 30 °/21 °C Trocken-/Feuchtkugeltemperatur und max. 15 °C Wassertemperatur).

6) Leistung kleiner Anlagen: Durch Kombination mehrerer Anlagen oder Kühlsysteme in Spezialbau-weise sind höhere Leistungen erreichbar.

7) Bei mehrstufigen Kühlsystemen oder bei Beteiligung von Konvektion am Kühlvorgang erhöht sich der Kühlgrenzabstand um 3 - 5 K.



Tabelle 2 Beispiele für Leistungen und thermodynamische Merkmale verschiedener Kühlsysteme für Anwendungen in der Energiewirtschaft

Kühlsystem Angewandte Kühlgrenzab-stände (K)

Leistung des Energieerzeu-gungsprozesses (MWth)

Offene Durchlaufkühl-systeme

13 – 20 (Terminaldifferenz 3 - 5) < 2700

Offene Nasskühltürme 7-15 < 2700 Offene Hybridkühltürme 15-20 < 2500 Mit Trockenluft gekühler

Verflüssiger 15-25 < 900

Die überwiegend in Gewerbe, Industrie und Energieerzeugung eingesetzten Kühlsysteme mit wasserwirtschaftlicher Relevanz sind Durchlaufkühlsystem (engl. once through cooling system) : System, bei dem Wasser nach

einmaligem Durchlauf durch den Wärmetauscher erwärmt und in einen Vorfluter oder eine Kanalisation abgeleitet oder anderweitig genutzt wird. Eine Variante der Durchlaufkühlung ist die Ablaufkühlung, bei welcher zum Schutz des Vorfluters ein Teil der Wärme des Kühlwassers vor der Einleitung über eine Kühlvorrichtung (Turm, Teich oä.) an die Atmo-sphäre abgegeben wird. Das dem Kühlsystem zugeführte Wasser wird in der Regel nur mit einfachen physikalischen Verfahren aufbereitet (Siebung, Sedimentation, Filtration).

Offenes Umlaufkühlsystem (engl. open recirculating cooling system): Kühlsystem mit Kreis-

laufführung des Kühlwassers, das nach dem Prinzip der Verdunstungskühlung arbeitet. Der überwiegende Teil der abzuführenden Wärme wird durch Verdunstung an die Atmos-phäre abgegeben. Im Gegensatz zum Durchlaufkühlsystem wird das dem Kühlkreislauf zugeführte Rohwasser (zum Teil aufwändig) aufbereitet und während seines Verbleibs im System behandelt (konditioniert). Das Zusatzwasser ergänzt Verdunstungs- und Sprüh-verluste sowie die zur Vermeidung einer unzulässigen Aufkonzentrierung unerwünschter Inhaltsstoffe im Kühlwasser (Aufsalzung) notwendige Abflutung (Absalzung).

Geschlossenes Umlaufkühlsystem (engl. closed recirculating cooling system) : Kühlsystem,

welches die Wärme aus dem in geschlossenen Wärmetauschern umlaufenden Kühlwas-ser ohne Verdunstung an die Atmosphäre abgibt. In einem geschlossenen Umlaufkühl-system findet keine Eindickung des Kühlwassers statt. Je nach Füllwasserqualität, Aufbau und Betriebsweise des geschlossenen Systemes ist eine Behandlung des Kühlwassers erforderlich, um Ablagerungen, Korrosion und/oder Organismenwachstum zu beherr-schen. Geschlossene Umlaufkühlsysteme werden in vielen industriellen Anwendungen verwendet; sie kühlen zB. Ölkühler von Transformatoren, Diesel- und Benzinmotoren,



Luftkühler von Klimaanlagen oder Lösungsmittelbäder in Reinigungsanlagen. Sie arbeiten sowohl bei erhöhter Temperatur (zB. Motorblockkühlung bei 72 – 82 °C, aber auch bei niedrigen Temperaturen (zB. in Kaltwassersystemen von Klimaanlagen bei 4 bis 6 °C).

1.1.2 Auswirkungen von Kühlsystemen auf die Umwelt und deren Vermeidung bzw. Ver-

minderung Die Auswirkungen von Kühlsystemen auf die Umwelt sind extrem anhängig von der individuellen

Konfiguration des Einzelfalls. Ziel des Betreibers eines Kühlsystemes ist die Erreichung eines

möglichst hohen energetischen Gesamtwirkungsgrads und die Minimierung der Kosten für Bau

und Betrieb . Die Interessen des Umweltschutzes dagegen konzentrieren sich auf die Vermeidung

bzw. Verminderung der Einwirkungen auf die Umwelt, insbesonders auf die aquatische Umwelt.

Das Verbrauchs- und Emissionsniveau eines Kühlsystems ist außerordentlich standortspezifisch

und weist von Fall zu Fall große Schwankungen auf, sodass eine generalisierende Quantifizierung

dieser Fragestellung kaum möglich ist.

Kühlsysteme verursachen in der Regel Beinträchtigungen mehrerer Umweltkompartimente. Daher

sollte auch der Einsatz emissionsmindernder Maßnahmen Umweltkompartiment übergreifend be-

urteilt werden, wiewohl im Hinblick auf die Auswirkungen von Abwärmeeinbringungen auf die Be-

schaffenheit von Gewässern und ihrer Biozönosen den wasserwirtschaftlichen Fragestellungen

besondere Bedeutung zukommt. Die in Form von Abwärme an die Gewässer abgegebene Energie

kann in Abhängigkeit von Menge und Temperaturniveau zu massiven Veränderungen der Um-

weltbedingungen und damit zu Umweltschädigungen führen. Wesentlich für den Gewässerschutz

ist, dass bei Abgabe von Wärme an Gewässer die durch die Temperaturveränderungen auf die

aquatischen Biozönosen wirkenden Stressfaktoren gravierender zu bewerten sind als bei Wärme-

abgabe an die Luft für die Biozönosen allgemein. Sessilen aquatischen Organismen stehen keine

Möglichkeiten zur Abwanderung oder Flucht zur Verfügung. Sie sind daher dem Wärmestress voll

ausgeliefert. Auch die mobilen aquatischen Organismen können nur zum Teil bzw. unter kom-

pletter Aufgabe ihrer gewohnten Biotope dem Wärmestress entgehen.

Energieverbrauch

Der Energieverbrauch ist bei allen Kühlsystemen ein bedeutender Umweltaspekt. Man unter-

scheidet beim Betrieb eines Kühlsystem zwischen direktem und indirektem Energieverbrauch. Der

indirekte Energieverbrauch ist jener des zu kühlenden Prozesses. Durch suboptimale Leistung ei-

ner bestimmten Kühlsystemkonfiguration kann nicht nur der direkte sondern auch der indirekte



Energieverbrauch ansteigen, was zu einem Anstieg der Prozesstemperatur (∆K) führen kann. Ein

derartiger Anstieg der Prozesstemperatur wird zumeist in kWe / (MWth*K) angegeben und bewertet.

Der direkte Energieverbrauch eines Kühlsystems wird in kWe / MWth ausgedrückt und bezeichnet

jene Energiemenge, die von allen energieverbrauchenden Geräten (Pumpen, Ventilatoren etc.)

des Kühlsystems pro Einheit abgeführter Wärmeenergie (in MWth) verbraucht wird.

Maßnahmen zur Senkung des indirekten Energieverbrauchs sind ua. :

- Wahl eines Kühlsystems mit möglichst niedrigem direkten Energieverbrauch (häufig ein

Durchlaufkühlsystem)

- Anwendung eines Systems mit kleinem Kühlgrenzabstand

- Senkung des Wärmeaustauschwiderstands durch fachgerechte Wartung des Kühlsys-

tems.

Die Durchlaufkühlung stellt zumeist aus wirtschaftlicher und energetischer Sicht das optimale

Kühlsystem dar. Eine Umstellung von Durchlaufkühlung auf Umlaufkühlung bewirkt in der Regel

einen Anstieg des Energieverbrauchs für Hilfseinrichtungen sowie ein Absinken des Wirkungs-

grads im thermischen Kreislauf; andererseits bewirkt der Umstieg von Durchlauf- auf Umlauf-

kühlung eine signifikante Entlastung des Vorflutgewässers von Abwärme.

Zur Senkung des direkten Energieverbrauchs stehen Pumpen und Ventilatoren mit höheren Wir-

kungsgraden zur Verfügung. Widerstände und Druckabfälle im Kühlprozess lassen sich durch die

sachgerechte Auslegung des Kühlsystems und durch Anwendung von Tropfenabscheidern und

Kühlturmeinbauten mit niedrigem Widerstand verringern. Eine ordnungsgemäße mechanische o-

der chemische Reinigung der Oberflächen der Wärmetauscher sorgt für einen niedrigen Prozess-

widerstand während des Betriebs.

Bei komplexen Systemen mit mehreren kleinen Wärmetauschern kann die Installierung eines ge-

schlossenen Kreislaufes, in welchem das gemeinsame Kühlmittel über einen zentralen Wärme-

tauscher im Durchlauf gekühlt wird, eine bezüglich Auslegung und Betrieb optimale energie-

wirtschaftliche Lösung darstellen.

Wasser



Wasser spielt als Hauptkühlmittel für nasse Kühlsysteme eine überragende Rolle. Ebenso wichtig

ist seine Rolle als aufnehmendes Umweltkompartiment für die Freisetzung von Abwärme.

Bei starker Wasserentnahme aus einem Oberflächengewässer für Kühlzwecke kann es zum Ein-

zug (Mitreißen) von Fischen und anderen Wasserorganismen in das Kühlsystem kommen. Eine

Verminderung des Einzugs von Wasserorganismen ist durch konstruktive Gestaltung und Positio-

nierung des Rohwasserzulaufs und durch Einsatz diverser Vorrichtungen (Gitter, Barrieren, Licht,

Schall etc.) möglich. Die Wirksamkeit dieser Vorrichtungen ist artenabhängig; die Kosten sind hoch

und die Maßnahmen werden vorzugsweise für Neubauten angewandt. Maßnahmen gegen Orga-

nismeneinzug sollten auf der Basis einer Biotopanalyse sowie unter Beachtung der Verhaltens-

spektren der einzugsgefährdeten Arten in jedem Einzelfall festgelegt werden.

Die Ableitung großer Mengen von erwärmtem Kühlwasser kann die aquatische Umwelt thermisch

und stofflich (zB. Sauerstoffgehalt des Wassers) erheblich beeinflussen. Örtliche thermische Be-

lastungen (zB. Kühlwasserfahnen) können durch zweckmäßige Positionierung der Einleitung am

Gewässer und technische Ausgestaltung des Einleitungsbauwerkes so gestaltet werden, dass ei-

ne rasche Vermischung und advektive Verteilung des warmen Kühlwassers erreicht wird. Zum

Ausgleich eines Sauerstoffdefizits können bauliche Maßnahmen (zB. Überfallwehr) oder tech-

nische Maßnahmen (zB. Belüftung) notwendig werden.

Der Kühlwasserverbrauch in Kühlsystemen kann von 0,5 m3/(h*MWth) bei einem offenen Hybrid-

kühlturm bis zu 86 m3/(h*MWth) bei einem offenen Durchlaufkühlsystem variieren. Bei einer zu-

lässigen Aufwärmspanne von 10 K muss in einem Durchlaufkühlsystem pro 100 MW installierter

elektrischer Leistung mit einem spezifischen Kühlwasserbedarf von 3,5 m³/s gerechnet werden.

Zur Verminderung eines zu großen Wasserdurchflusses in einem Durchlaufkühlsystem kann ein

Wechsel zur Umlaufkühlung notwendig werden; damit wird gleichzeitig die Ableitung großer Ab-

wärmemengen verringert und auch die Emission von Konditionierungsmitteln sowie das Abfall-

aufkommen reduziert.

Der Wasserverbrauch von Umlaufkühlsystemen kann durch Erhöhung der Zyklus- oder Ein-

dickungszahl oder durch Veränderung der Zusatzwasserqualität gesenkt werden; Voraussetzung

dafür sind geeignete Systemwerkstoffe, geeignete Rohwasserqualität und optimierte Aufbereitung

des Zusatzwassers. Im Einzelfall kann auch (gereinigtes oder ungereinigtes) Abwasser als Zu-

satzwasser für Kühlsysteme verwendet werden, sofern es kostengünstig innerhalb oder außerhalb



eines Standorts verfügbar ist. Jede dieser Varianten erfordert ein komplexes Kühlwasserbe-

handlungsprogramm.

Bei kleinen Anlagen in Zellenbauweise ist eine Senkung des Wasserverbrauchs durch Hybridküh-

lung möglich, weil in bestimmten Jahreszeiten mit geringem Kühlbedarf oder bei niedrigen Luft-

temperaturen ein Betrieb in Trockenfahrweise möglich ist.

Wiederverwendung von Abwärme kann eine Verringerung des Ausstoßes von warmem Kühl-

wasser bewirken. Die Möglichkeiten zur Wiederverwertung von Abwärme müssen geprüft und zur

Verminderung von Menge und Temperaturniveau des Kühlwassers genutzt werden, bevor die Ab-

leitung der Wärme aus einem Prozess an die Umgebung in Betracht gezogen wird.

Wärmeemissionen in Oberflächengewässer

Wärmeemissionen durch Wasserabgabe aus Kühlsystemen rufen Umweltbelastungen in Ober-

flächengewässern hervor. Einflussfaktoren sind zB. die verfügbare Wärmeaufnahmefähigkeit

(Kühlkapazität) des aufnehmenden Gewässers, die angetroffenen natürlichen Temperaturverhält-

nisse und der ökologische Status. In warmen Sommerzeiten können Wärmeemissionen infolge

von Kühlwassereinleitungen zur Überschreitung von Umweltqualitätsstandards (EQS) für die Tem-

peraturparameter (Höchsttemperatur, Aufwärmspanne) in Gewässern führen. Für zwei Arten von

ökologischen Systemen (Salmonidengewässer und Cyprinidengewässer) sind Anforderungen an

das Temperaturregime in der Richtlinie 78/659/EWG festgelegt worden (sh. Verordnung des Bun-

desministers für Land- und Forstwirtschaft, Umwelt und Wasserwirtschaft über die Qualität von

schutz- und verbesserungsbedürftigem Süßwasser zur Erhaltung des Lebens der Fische – Fisch-

gewässerverordnung).

Das Ausmaß der thermischen Belastung ist abhängig von Menge und Temperaturniveau der in

das Oberflächengewässer abgeleiteten Abwärme im Verhältnis zur Größe des aufnehmenden

Gewässers. In Fällen, wo Abwärme in relativ kleine Oberflächengewässer abgeleitet wird und die

Warmwasserfahne das gegenüberliegende Ufer des Gewässers erreicht, kann dies zu Barrieren

für die Wanderung kälteliebender Fischarten führen.

Neben diesen Auswirkungen können hohe Temperaturen infolge von Wärmeemissionen zu einem

Absinken der Sauerstoffkonzentration im Gewässer (Henry‘ sches Gesetz) bei gleichzeitig ver-

stärkter physiologischer Aktivität (Atmung) und biologischer Produktion (Eutrophierung) führen.



Diese Aspekte und die Möglichkeiten zur Verminderung der in das Oberflächenwasser abge-

leiteten Wärme müssen bei der Auslegung eines Kühlsystems berücksichtigt werden.

Emissionen von Kühlwasserinhaltsstoffen in Oberflächengewässer

Von Kühlsystemen ausgehende Stoffemissionen in Oberflächengewässer erfolgen durch :

- eingesetzte Kühlwasserzusätze und deren Reaktionsprodukte

- Bestandteile von Flugstaub, welcher aus der Atmosphäre in offene Umlaufkühlsysteme

eindringen

- Korrosionsprodukte, die durch Korrosion von Teilen des Kühlsystems entstehen

- Entweichen von Chemikalien aus dem zu kühlenden Prozess und deren Reaktions-

produkte.

Für eine ordnungsgemäße Funktion von Kühlsystemen kann die Behandlung des Kühlwassers

gegen Ablagerungen, Korrosion von Anlagenteilen, Kesselsteinbildung und Organismenbewuchs

erforderlich sein.

Die Maßnahmen zur Kühlwasser(vor)behandlung bei Durchlauf- und Umlaufkühlsystemen unter-

scheiden sich stark von einander. Während bei Durchlaufsystemen häufig gar keine oder nur eine

einfache Behandlung stattfindet, sind die Programme zur Kühlwasserbehandlung bei Kreis-

laufkühlsystemen häufig sehr kompliziert bzw. kommt eine breite Palette von Chemikalien zum

Einsatz (Übersicht sh. Tabelle 3). Die Emissionen beim Abfluten der Systeme weisen daher große

Schwankungen auf. Das Abflutwasser aus Umlaufkühlsystemen muss vor der Ableitung mitunter

einer Behandlung unterzogen werden.

Leckagen und Korrosionen können durch Auswahl und Anwendung von Kühlsystemen aus sol-

chen Werkstoffen vermindert werden, die für das vorgesehene Betriebsmilieu geeignet sind. Das

chemische Milieu ist definiert durch:

- die Prozessbedingungen wie Temperatur, Druck, Strömungsgeschwindigkeit

- die zu kühlenden Medien

- die chemischen Eigenschaften des Kühlwassers.



Als Werkstoffe für Wärmetauscher, Rohrleitungen, Pumpen und Gehäuse werden zumeist Kohlen-

stoffstahl, Kupferlegierungen und verschiedene Edelstahlsorten verwendet; zunehmend wird auch

Titan (Ti) eingesetzt. Zum Oberflächenschutz werden außerdem Überzüge und Anstriche aufge-

bracht.

Tabelle 3 Konditionierungsmittel für Kühlwasser in Durchlauf- und Umlaufkühlsys-temen

Wasserqualitätsproblem

Art des Konditionie-rungs- mittels *) Korrosion Kesselsteinbildung (Bio-)Bewuchs

Durch-lauf Umlauf Durch-

lauf Umlauf Durchlauf Umlauf

Zink X Molybdate X Silikate X Phosphonate X X Polyphosphonate X X Polyolester X Natürliche organ. Stoffe X Polymere (X) (X) X Nichtoxid. Biozide **) X Oxid. Biozide X X *) Chromat darf wegen seiner hohen Umwelttoxizität nicht mehr verwendet werden. **) Nichtoxid. Biozide dürfen wegen ihrer hohen Umwelttoxizität nicht mehr verwendet werden.

Einsatz von Bioziden

Bei offenen Durchlaufsystemen erfolgt die Behandlung gegen Organismenbewuchs in der Regel

mit oxidierenden Bioziden. Die Aufwandmenge kann als jährlich eingesetzter oxidativer Wirkstoff in

Chlor - Äquivalenten je MWth ausgedrückt werden und richtet sich nach der Stärke des Bewuchses

im Wärmetauscher oder in dessen Nähe. Der Einsatz von Halogenen als oxidierender Wirkstoff in

Durchlaufsystemen kann durch die Bildung halogenorganischer Nebenprodukte zu Umweltbelas-

tungen führen.

Bei offenen Umlaufkühlsystemen kommt eine Wasservorbehandlung gegen Kesselsteinbildung,

Korrosion und Organismenbewuchs zur Anwendung. Bei Umlaufkühlsystemen mit verhältnismäßig

kleinem Kühlwasservolumen wendet man bei der Organismenbekämpfung mit Erfolg auch alterna-

tive Behandlungen an wie zB. mit Ozon und UV - Licht, die jedoch spezifische Prozessbedingun-

gen erfordern und ziemlich kostenaufwendig sein können.



Betriebliche Maßnahmen zur Minderung der schädlichen Auswirkungen von Bioziden in Kühl-

wassereinleitungen sind das Schließen des Ablassventils während der Stoßbehandlung oder die

separate Reinigung des Abflutwassers vor der Einleitung in das aufnehmende Oberflächenge-

wässer. Bei der Reinigung des Abflutwassers in einer Abwasserreinigungsanlage muss betreffend

die Eliminierung der Biozidrestwirkung entweder die Abklingzeit abgewartet werden oder das Bio-

zid chemisch zerstört werden.

Die Minimierung der Biozidemissionen im Abflutwasser von Kühlsystemen ist eine für den Schutz

der aquatischen Biozönosen unerlässliche Maßnahme. Daher müssen Biozide ausgewählt wer-

den, bei denen die Erfordernisse des Kühlsystembetriebs weitgehend mit der Empfindlichkeit der

aufnehmenden aquatischen Umwelt in Einklang gebracht werden (rasch abklingende Wirkung bei

stoßweisem Einsatz).

Emissionen in die Luft

Die aus Trockenkühltürmen austretende Luft wird in der Regel nicht als wichtiger Umweltaspekt

der Kühlung angesehen. Im Falle des Entweichens von Produkten kann es zwar zu einer Umwelt-

verschmutzung kommen, was sich aber in der Regel durch ordnungsgemäße Wartung vermeiden

lässt.

Tröpfchen in der Abluft von Nasskühltürmen können mit Chemikalien zur Kühlwasserbehandlung,

mit Mikroorganismen oder mit Korrosionsprodukten verunreinigt sein. Potentielle Risiken lassen

sich durch Anwendung von Tröpfchenabscheidern oder ein optimiertes Wasserbehandlungspro-

gramm mindern. Tröpfchenabscheider, die dem Stand der Technik entsprechen, vermögen den

Gesamtverlust an Tröpfchennebel mit weniger als 0,01 % des gesamten im Umlauf befindlichen

Kühlwasservolumens zu begrenzen.

Die Ausbildung von Kühlturmfahnen als umweltrelevanter Aspekt ist zu berücksichtigen, wenn eine

horizontverzerrende Wirkung der Fahne zu erwarten ist oder die Gefahr besteht, dass die Fahne

den Boden erreicht.

Lärm



Bei großen Naturzugkühltürmen und bei allen mechanischen Kühlsystemen sind Geräuschemis-

sionen ein örtliches Problem. Die ungedämpften Schallleistungspegel schwanken zwischen 70

[dB(A)] bei Naturzugkühltürmen und ca. 120 [dB(A)] bei mechanischen Kühltürmen. Diese

Schwankungen sind auf unterschiedliche Geräteausstattung und Lage der Messstellen zurückzu-

führen, da die Pegel am Lufteintritt und am Luftaustritt verschieden sind. Die wichtigsten Lärm-

quellen sind Ventilatoren, Pumpen und herabfallendes Kühlwasser.

Risken beim Betrieb von Kühlsystemen

Die Risikoaspekte von Kühlsystemen betreffen Leckagen aus Wärmetauschern, die Lagerung von

Chemikalien und die mikrobielle Verunreinigung von Nasskühlsystemen (zB. Legionärskrankheit).

Werden mit einem Kühlsystem wassergefährdende Stoffe gekühlt (zB. Ölkühlung, Produktküh-

lung), so besteht im Fall der Undichtheit an einem Wärmetauscher die Gefahr, dass produkt-

spezifische Verunreinigungen in das Kühlsystem eindringen und in das Kühlwasser gelangen. Zum

Schutz des Kühlsystems gibt es eine Reihe von Lösungen, die im wesentlichen von Art und Größe

des Systemes sowie von Menge und Gefährlichkeit des zu kühlenden Mediums abhängen. Fol-

gende Maßnahmen können in Erwägung gezogen werden :

- Erhöhung des kühlwasserseitigen Drucks über den Druck des zu kühlenden Mediums

(sofern das Eindringen von Kühlwasser in das Kühlmedium keine nachteiligen Folgen hat

oder bei bestimmten Betriebszuständen der Kühlwasserdruck unter den Prozessdruck ab-

fällt)

- Verwendung von doppelwandigen Sicherheitswärmetauschern mit Lecküberwachung für

den Zwischenraum

- Einbau von spezifischen Detektoren für die Erkennung von Leckagen (zB. Analysen-

automaten, Ölwarngeräte)

- Einbau von Abscheidersystemen, erforderlichenfalls im Bypass (zB. Leichtstoffabscheider

mit Koaleszenzabscheider)

- Einsatz von mehrstufigen Kühlsystemen mit getrennter Überwachung der einzelnen Sys-

teme.

Zur Vermeidung von Leckagen wie auch von bakteriellen Verunreinigungen dienen auch Maß-

nahmen wie vorbeugende Wartung (zB. Anwendung mechanischer Rohrreinigungsmethoden unter



Einsatz von Schaumgummikugeln, Kugelbürsten oder schleifmittelbeschichteten Kunststoffbällen)

und periodische Überwachung.

Zur Vermeidung der Entwicklung von Legionellae pneumophila (Lp) wird ein geeignetes Wasser-

behandlungsprogramm empfohlen. Für Lp konnten keine in koloniebildenden Einheiten [KBE pro

Liter] angegebenen Konzentrationsgrenzwerte ermittelt werden, bei deren Unterschreitung keine

Gefährdung eintritt. Dieses Risiko ist besonders bei Wartungsarbeiten zu beachten.

Rückstände aus dem Betrieb von Kühlsystemen

Über Rückstände oder Abfälle, die beim Betrieb von Kühlsystemen anfallen, liegen bislang nur

wenige Kenntnisse vor. Als Abfall gilt anfallender Schlamm aus der Kühlwasservorbehandlung o-

der aus Kühlturmbecken. Dieser wird in Abhängigkeit von den mechanischen Eigenschaften und

der chemischen Zusammensetzung unterschiedlich behandelt und entsorgt. Die Konzentrations-

werte variieren mit dem Kühlwasserbehandlungsprogramm.

Eine Verminderung von Emissionen in die Umwelt ist durch Anwendung entsprechender Konser-

vierungsverfahren für die Kühlsystemkomponenten und durch Wahl von Werkstoffen möglich, so-

dass nach Stilllegung oder Komponententausch eine Verwertung möglich ist.

1.1.3 Abwasseranfall und -beschaffenheit Solange Kühlwasser nicht durch Chemikalieneinsatz, Produkteinbrüche oder Eindickung in seiner Beschaffenheit verändert wird, ist es – abgesehen von seiner thermischen Belastung – für die Ge-wässer als unproblematisch einzustufen. Durchlaufkühlsysteme Wasser für die Verwendung in Durchlaufkühlsystemen wird in der Regel nicht oder nur mit einfa-chen mechanischen Verfahren aufbereitet (Rechen- oder Siebanlagen), allenfalls erfolgt eine Filt-ration ohne Zusatz von Chemikalien. Zur Unterdrückung von Organismenwachstum kommen Bio-zide wie Chlor, Brom, chlor- oder bromabspaltende Verbindungen, Wasserstoffperoxid, Ozon oder sonstige Persauerstoffverbindungen zum Einsatz. Bei Wärmetauschern mit Bauteilen aus kupfer-haltigen Werkstoffen wie zB. Messing kann zur Verbesserung der Deckschichtbildung Ei-sen(II)sulfat dosiert werden; die Dosierung kann kontinuierlich mit 0,03 bis 0,1 g/m³ oder diskonti-



nuierlich mit 1 g/m³ (jeweils bezogen auf zweiwertiges Eisen) erfolgen. Werkstoffe wie Titan oder bestimmte Edelstähle erübrigen derartige Dosierungen. Offene Umlaufkühlsysteme Rohwasser für die Einspeisung in Umlaufkühlsysteme wird in der Regel einer aufwändigen Aufbe-reitung unterzogen (sh. diesbezüglich die Erläuterungen zur AEV Wasseraufbereitung). Bei der Verdunstungskühlung reichern sich die mit dem Rohwasser eingetragenen Inhaltsstoffe im Kreis-lauf an (Eindickung, Aufsalzung etc.). Will man Ablagerungen oder Korrosionen vermeiden, darf die Eindickung nur bis zu einem gewissen Grad zugelassen werden. Zur Begrenzung der Konzent-rationen der Inhaltsstoffe muss ständig ein bestimmter Teil des umlaufenden Kühlwassers ausge-schleust und durch Rohwasser ersetzt werden. Dieser Vorgang wird als Abflutung oder Absalzung bezeichnet. Die maximal mögliche Eindickung des Kühlwassers ist von verschiedenen Faktoren wie zB. Roh-wasserqualität, Aufbereitungsschritte, Kühlsystemwerkstoffe, Lufttemperatur und –feuchtigkeit, Konditionierung etc. abhängig. Die für den Betrieb eines Umlaufkühlsystems diesbezüglich maß-gebliche Größe ist die Eindickungszahl (EZ). Diese ist eine nicht durch den Eintrag von Fremdstof-fen (zB. Konditionierungsmitteln) oder unkontrollierbare Verluste (zB. Ausfällungen) beeinflusste Größe und stellt ein Maß für die Anreicherung konservativer Stoffe im System dar. Zumeist wird der Chloridgehalt des Kühlwassers für die Ermittlung der Eindickungszahl herangezogen; sie er-rechnet sich als Quotient aus dem Chloridgehalt des Kühlwassers im System und dem Chloridge-halt des Zusatzwassers. Die Beschaffenheit des in Umlaufsystemen befindlichen Kühlwassers soll bestimmte Quali-tätskriterien einhalten, die einen problemlosen Systembetrieb sicherstellen. Bezogen auf Para-meter wie pH – Wert, Gesamtsalzgehalt, elektrische Leitfähigkeit, Calcium, Karbonathärte (mit und ohne Stabilisierung), Chlorid, Sulfat, Keimzahl oder KMnO4 – Verbrauch und differenziert nach Systemwerkstoffen (zB. Buntmetalle, C – Stahl, beschichtete Metalle, Kunststoffe, Cr-Ni-Mo-Stahl) werden in den einschlägigen Regelwerken Vorschläge für entsprechende Konzentrationsbereiche gemacht. Unter Berücksichtigung dieser Konzentrationsbereiche und der zu erwartenden Ver-dunstungsverluste kann mittels der Eindickungszahl der notwendige Zusatzwasserbedarf eines Kühlsystemes errechnet werden. Dem Kühlwasser von offenen Umlaufkühlsystemen wird im Bedarfsfall eine Vielzahl von Chemika-lien zugesetzt (sh. Kap. 1.1.2 und Tabelle 3). Demgemäß kann das Abwasser Härtestabilisie-rungsmittel, Dispergiermittel, Korrosionsinhibitoren, Biozide sowie suspendierte Feststoffe enthal-



ten. Beim Einsatz halogenhaltiger oder haolgenabspaltender Biozide können halogenorganische Verbindungen entstehen. Als Härtestabilisierungsmittel werden ua. Produkte auf der Basis von Phosphorverbindungen (Phosphonate, Polyphosphate) eingesetzt. Phosphonate können dabei auf Grund ihrer guten Wir-kung in unterstöchiometrischer Dosierung eingesetzt werden (Threshold – Effekt). Daneben kom-men auch phosphor- und stickstofffreie Stabilisierungsmittel auf der Basis von Polycarboxylaten, Polyacrylaten etc. zum Einsatz. Allen Stabilisierunsgmitteln gemeinsam ist, dass sie gegen Hydro-lyse und raschen biologischen Abbau beständig sein müssen – andernfalls würden sie lediglich die ohnedies günstigen Bedingungen für Mikroorganismenwachstum in offenen Kühlkreisläufen för-dern, da sie als Nährstoffquellen dienen. Als Dispergierungsmittel kommen vorwiegend synthetische nieder- bis mittelmolekulare Polymere auf Acrylat- oder Methacrylatbasis zum Einsatz. Diese anionischen Polymere bewirken negative Aufladung von Feststoffteilchen und ein Verharren in Schwebe. Manche Dispergierungsmittel ver-stärken die Wirkung von Härtestabilisatoren, Korrosionsinhibitoren und Bioziden synergistisch und sind deshalb in zahlreichen Kombinationspräparaten enthalten. Geschlossene Umlaufkühlsysteme Wasserverluste sind in geschlossenen Systemen nur infolge von Leckagen (zB. schadhafte Pum-pendichtungen) oä. zu beobachten. Abwasser fällt daher lediglich bei Systementleerungen oder bei störungsbedingten Leckagen an. Das Spektrum der Inhaltsstoffe reicht bei Abwasser aus geschlossenen Kühlsystemen von voll-entsalztem, entgastem Wasser ohne Zusätze über Sauerstoffbindemittel bis zu anorganischen o-der organischen Korrosionsinhibitoren, Härtestabilisierungs- und Dispergiermitteln sowie Bioziden. Bei frostgefährdeten Systemen kommen Frostschutzmittel meist auf der Basis von Ethylenglykol mit korrosionsinhibierenden Zusätzen zur Anwendung. In geschlossenen Systemen kommen erhöhte Einsatzkonzentrationen von Inhibitoren (0,1 – 2 %) zur Anwendung. Durch Korrosionsvorgänge an den Anlagenwerkstoffen werden beachtliche Me-tallmengen aufgelöst, speziell bei langen Aufenthaltszeiten in den Systemen oder bei fehlerhafter Kühlwasserbehandlung. Diese Fakten sind bei Systementleerungen etc. zu berücksichtigen. Reinigung von Kühlsystemen



Ein Betrieb eines Kühlsystems unter ungünstigen Bedingungen oder ein Eintrag von Fremdstoffen in den Wasserkreislauf kann eine Reinigung des Kühlsystems erforderlich machen. Die Reinigung hat das Ziel, Ablagerungen, Korrosionen oder Biofilme zu entfernen. Im Reinigungswasser können demnach neben den eingesetzten Reinigungsmitteln alle im System vorhandenen Metalle, Kondi-tionierungsmittel und sonstigen Hilfsstoffe angetroffen werden. Je nach Einsatzfall kommen als Reinigungsmittel Säuren, Laugen, Tenside, Dispergatoren und Desinfektionsmittel in Frage. Säuren sind erforderlich zur Beseitigung von Kalk und Korrosions-produkten, Laugen und Desinfektionsmittel bei Vorhandensein von Ölen, Fetten oder Biofilmen. Im Anschluss an die Reinigung ist das System gründlich zu spülen; verbliebene Reste des Reini-gungsmittels sind zu neutralisieren und das Leitungssystem erneut zu passivieren. Der Über-schuss dafür erforderlicher Stoffe findet sich gleichfalls im Abwasser wieder. Abwasserreinigung Eine Reinigung des abzuleitenden Kühlwassers ist bei Durchlaufsystemen in der Regel nicht er-forderlich. Bei Einsatz von Bioziden sind die geforderten Grenzwerte durch verfahrenstechnische Maßnahmen (Dosierung, Geschlossenhalten des Systems etc.) einzuhalten. Offene Umlaufkühlsysteme werden in der Regel gleichfalls so betrieben, dass eine Abwasser-reinigung nicht erforderlich ist. Die zur Konditionierung des Kühlwassers eingesetzten Chemikalien dürfen nur in jenen Konzentrationen verwendet werden, die eine Einhaltung der geforderten Grenzwerte sicherstellen. Dies gilt auch für den Einsatz von Bioziden. Der Nachweis der Einhal-tung der geforderten Grenzwerte bei Chlor, Brom oder halogenhaltigen bzw. –abspaltenden Pro-dukten kann über geeignete Analysen erbracht werden; bei anderen Bioziden kann die vom Her-steller ermittelte Abklingkurve als Kriterium für das Öffnen der Abflutung nach dem Biozideinsatz herangezogen werden. Eine gesonderte Reinigung des Abflutwassers aus einem offenen Kühlsystem ist im allgemeinen nur dann erforderlich, wenn produktionsspezifische Verunreinigungen ins System gelangt sind, aus verfahrenstechnischen Gründen besondere Chemikalien bzw. höhere Konzentrationen an Konditi-onierungsmitteln eingesetzt werden müssen oder wenn Abwasser als Zusatzwasser im System verwendet wird. Abwasser aus geschlossenen Kühlsystemen bedarf vor der Einleitung in ein Gewässer oder eine wasserrechtlich bewilligte Kanalisation in der Regel einer Reingung – sofern es nicht nach Durch-



führung der notwendigen Maßnahmen an dem Kühlsystem wieder eingefüllt und mehrfach ver-wendet wird. Die Reinigung findet zumeist in einer externen Reinigungsanlage statt, da am Ort des Anfalles (Stelle der Entleerung des Systems) keine geeignete Behandlung möglich ist. Die bei der Reinigung von Kühlsystemen zum Einsatz kommenden Reinigungsmittel liegen hin-sichtlich des pH – Wertes zumeist außerhalb des zulässigen Bereiches. Sind bei der Reinigung des Kühlsystems lediglich Kalkablagerungen oä. zu entfernen, so ist eine über die pH – Wert – Korrektur hinausgehende Reinigung des Abwassers nicht zu fordern. Liegen dagegen im Abwas-ser Schwermetalle aus Korrosionsprodukten, Öle und Fette, Fluoride aus dem Einsatz von Fluss-säure etc. vor, ist eine physikalisch – chemische Reinigung des Abwassers unvermeidbar.



1.2 Dampferzeuger (Kesselanlagen) Unter Dampferzeuger (Kesselanlage, Dampfkessel) versteht man eine ortsfeste Anordnung von Gefäßen oder Rohren oder deren Kombination (Anlage), die beheizt wird und den Zweck hat, - Wasserdampf von höherem als dem atmosphärischen Druck oder - Wasser mit einer 80 °C übersteigenden Temperatur (Heißwasser) für die Verwendung außerhalb dieser Anordnung zu erzeugen. Zum Dampferzeuger zählen auch die im Verbrennungsgasstrom liegenden Überhitzer , die Rückkühler sowie deren Ausrüstung und die Verbrennungsgaskanäle. Verwendung findet der in einer Kesselanlage erzeugte Dampf - bei der Gewinnung von Sekundärenergie (in Dampfturbinen und Dampfmaschinen) - bei der Beheizung von verfahrenstechnischen Anlagen oder von Gebäuden - als Prozessdampf. Als Energiequellen zur Beheizung des Dampferzeugers kommen alle Formen von Primärenergie (Kohle, Öl, Gas, Holz, Sonderbrennstoffe) sowie elektrischer Strom, Abhitze, Abfälle oder Solar-energie in Betracht. Die obige Definition einer Kesselanlage folgt in den technischen Belangen - nicht jedoch im Gel-tungsbereich - den Definitionen des Kesselgesetzes (BGBl. Nr. 211/1992). Mit eingeschlossen in den Geltungsbereich sind Kesselanlagen zur Heißwassererzeugung, da vom abwassertech-nischen Standpunkt zwischen der Dampfbereitung und der Heißwasserbereitung kein nennens-werter Unterschied besteht. Bei der Dampf- und Heißwasserzeugung wird sowohl in Gewerbe und Industrie wie auch in der Energiewirtschaft an verschiedensten Stellen Wasser benötigt bzw. fällt an verschiedenen Stellen Abwasser an. Diese Abwässer sind systembedingt verunreinigt und müssen vor ihrer Ableitung im allgemeinen einer Reinigung unterzogen werden. Abwasser aus derartigen Anlagen ist alles Was-ser, welches kontinuierlich beim Betrieb (Absalzung, Abflutung) oder diskontinuierlich bei der Rei-nigung, Entaschung und Entschlackung, wasserseitigen oder verbrennungsgasseitigen Be-handlung oder Konservierung anfällt; darunter fällt auch Abwasser aus einer Behandlungsanlage, die in einen Kesselwasserkreislauf zwecks Zwischenbehandlung von Speisewasser eingeschaltet wird (zB. Jonentauscher zur Kondensatreinigung bei Zwangsdurchlaufkesseln).



Anlagen zur Dampf- und Heißwassererzeugung werden in den unterschiedlichsten Branchen und Größen betrieben. Große Anlagen kommen vor allem in den Bereichen - Kraftwerke und Fernheizwerke der öffentlichen Versorgung - Industriekraftwerke - Energieversorgungsbetriebe der Industrie. zur Anwendung. 1.2.1 Abwasseranfallstellen Kondensatreinigen, Abfluten (Absalzen) und Systementleeren Wasser, das in Kesselanlagen als Speisewasser verwendet werden soll, muss bestimmten Rein-heitsanforderungen genügen, die in Abhängigkeit von der Bauart und der Druckstufe des Dampf-erzeugers sowie vom Verwendungszweck des Dampfes unterschiedlich sind. Im allgemeinen wird der im Kessel erzeugte Dampf nach der Nutzung kondensiert und das Kondensat als Speise-wasser zum Dampferzeuger rückgeführt. Damit besteht ein Wasser – Dampf – Kreislauf, in wel-chem das Betriebsmittel Wasser ständig wechselnden Änderungen seines Aggregatzustandes zwischen Verdampfung und Kondensation unterliegt. Diese physikalischen Vorgänge, das Ver-halten der Werkstoffe gegenüber Wasser bzw. Dampf sowie konstruktive Merkmale der wasser- und dampfberührten Anlagenteile haben Rückwirkungen auf die Anforderungen, die an die Qualität von Kesselspeisewasser zu stellen sind. Zwischen Bauart und Druckstufe eines Dampferzeugers, erzielbarer Dampfreinheit und den Anfor-derungen an die Speisewasserqualität besteht ein enger Zusammenhang. Konventionelle Dampf-erzeuger werden – abgesehen von speziellen Bauformen – nach Großwasserraumkesseln und Wasserrohrkesseln unterschieden; die Wasserrohrkesseln unterteilt man noch in Umlaufkesseln und Durchlaufkesseln. Die Unterschiede in den Bauarten ergeben sich aus konstruktiven Merkma-len, der Wärmezufuhr, den Betriebsbedingungen etc. Die Grundanforderungen an die Speisewasserqualität ergeben sich aus der Kesselbauart. In den diesbezüglich geltenden technischen Anforderungen (sh. zB. VGB – R 450 Richtlinie für Kessel-speisewasser, Kesselwasser und Dampf von Dampferzeugern über 68 Bar zulässigem Be-triebsdruck, VdTÜV – Richtlinien für Speisewasser, Kesselwasser und Dampf von Dampfer-zeugern bis 68 Bar zulässigem Betriebsdruck) wird zwischen salzfreiem und salzhaltigem Speise-



wasser unterschieden. Als salzfreies Wasser wird jenes mit einer Leitfähigkeit kleiner 0,2 µS/cm bezeichnet. Durchlaufkesseln, bei denen praktisch das gesamte Speisewasser verdampft, sind ausschließlich für salzfreies Speisewasser geeignet, da sich nichtflüchtige gelöste Stoffe nach der vollständigen Verdampfung als Rückstände im Siederohrsystem abscheiden würden. Dem-gegenüber können Großwasserraumkesseln und Umlaufkesseln prinzipiell auch mit salzhaltigem enthärtetem Speisewasser betrieben werden, weil eine totale Verdampfung des Wassers nicht stattfindet. Die Mehrzahl der Anlagenteile eines Dampferzeugers wie Kessel, Vorwärmer, Behälter und Rohr-leitungen besteht aus unlegiertem oder niedrig legiertem Stahl. Daneben werden auch höher le-gierte Stähle, für Kondensatoren und Wärmetauscher auch Kupferlegierungen und Titan als Werk-stoffe verwendet. Unlegierter und niedrig legierter Stahl sowie Kupferwerkstoffe werden von Was-ser und Dampf korrosiv angegriffen. Die Korrosion ist selbsthemmend unter der Voraussetzung, dass sie zur Ausbildung oxidischer Schutzschichten führt, die auf dem metallischen Untergrund fest anwachsen und eine Diffusionsbarriere mit hohem Korrosionswiderstand bilden. Die Ausbil-dung von Schutzschichten oder schützenden Deckschichten kann durch geeignete Beschaffenheit des Kesselwassers bzw. Speisewassers angeregt bzw. verbessert werden. In der Praxis sind da-für drei Verfahrensvarianten gebräuchlich : - Konditionierung des Speisewassers mit Alkalisierungsmitteln (alkalische Fahrweise unter

Zugabe von zB. Ammoniak, Hydrazin, Natriumhydroxid oder Trinatriumphosphat) - Konditionierung des Speisewassers mit Oxidationsmitteln (neutrale Fahrweise unter Zu-

gabe von zB. gasförmigem Sauerstoff oder Wasserstoffperoxid) - Konditionierung des Speisewassers mit Alkalisierungs- und Oxidationsmitteln (gemischte

Fahrweise unter Zugabe von zB. Ammoniak und Sauerstoff). Turbinenkondensate und Heizkondensate können durch Korrosionsprodukte, Rohwassereinbrüche oder produktspezifische Stoffe verschmutzt sein, so dass sie zur Beibehaltung der erforderlichen Wasserqualität aufbereitet werden müssen. Nur bei Kesselanlagen mit niedriger Druckstufe kann bei geringer Verschmutzungsneigung und ausreichender Absalzung auf eine Kondensatreinigung verzichtet werden. Zur Reinigung der Kondensate werden überwiegend Verfahrenskombinationen eingesetzt, die auf der Basis von mechanischer Reinigung (Filtration) und Ionenaustausch arbeiten. Im Gegensatz zu den Vollentsalzungsanlagen zur Zusatzwasseraufbereitung werden die Kondensatreinigungsan-lagen meist bei höherer Temperatur betrieben (Ionentauscher bis ca. 60 °C, Filtrationsanlagen zum Teil bei noch höherer Temperatur).



Als mechanische Filter werden häufig Kerzenfilter verwendet, die zur Verbesserung der Leistung und Verlängerung der Standzeit als Anschwemmfilter betrieben werden. Zur Entfernung magneti-sierbarer Korrosionsprodukte werden auch Elektromagnetfilter eingesetzt. Bei Gefahr der Ver-schmutzung mit organischen Stoffen (zB. in Fernheizsystemen oder industriellen Heizsystemen) werden in den Kondensatreinigungsanlagen auch Aktivkohlefilter eingesetzt. Die nachgeschalteten Ionentauscher nehmen die im Kondensat enthaltenen gelösten ionischen Verbindungen auf (Kor-rosionsprodukte, durch Leckagen eingedrungene Salze etc.); auch die zum Korrosionsschutz in die Kreisläufe eindosierten Alkalisierungs- und Sauerstoffbindemittel wie zB. Ammoniak oder Hydrazin werden in der Kationenstufe der Kondensatreinigung entfernt. Dampferzeuger werden bei niedrigen Druckstufen vielfach nicht mit vollentsalztem sondern mit enthärtetem teilentsalztem (dh. salzhaltigem) Speisewasser befüllt. Durch die Verdampfung des Wassers reichern sich die Salze im Dampferzeuger an. Zur Vermeidung einer unzulässig hohen Salzkonzentration muss daher - in Abhängigkeit von der Beschaffenheit des Zusatzwassers – ein Teilstrom des Wassers abgeflutet (abgesalzt) werden. Im Rahmen von Revisionsarbeiten können Systementleerungen von Wasser – Dampf – Kreis-läufen oder von Teilen eines Heizsystemes erforderlich werden. Entaschen und Entschlacken Bei der Verbrennung fester fossiler Brennstoffe kommen als Feuerungsarten die Trockenfeuerung und die Schmelzkammerfeuerung zur Anwendung. Die anfallende Asche wird in beiden Fällen zu einem Großteil trocken in den Entstaubungsanlagen für das Verbrennungsgas (zB. Elektrofilter) abgeschieden. Bei der Trockenfeuerung (trockenentaschte Dampferzeuger) fällt jedoch ein Teil der Asche an der Unterseite des Dampferzeugers an und wird im allgemeinen in einem Wasser-bad abgeschieden, welches zugleich die Abdichtung des Dampferzeugers zur Atmosphäre sicher-stellt. Bei der Schmelzkammerfeuerung ist die Temperatur im Feuerraum so hoch, dass die Asche schmilzt und als flüssige glasartige Schlacke in ein Wasserbad ausgetragen wird. Zur Temperatur-begrenzung im Wasserbad muss das sogenannte Asche- und Schlackenkühlwasser ausgetauscht und gekühlt werden. Wasserseitiges Reinigen



Die wasserseitige Reinigung von Dampferzeugern wird in der Regel im Neuzustand vor der Inbe-triebnahme durchgeführt, um montagebedingte Verunreinigungen wie Korrosionsprodukte, Schweißperlen, Zunder, Sand, Öle und Fette etc. zu entfernen. Es kann aber auch erforderlich werden, dass Dampf- oder Heißwasserzeuger während ihres Betriebs gereinigt werden müssen, um Ablagerungen von Korrosionsprodukten oder sonstigen Wasserinhaltsstoffen zu entfernen. Bei Neuanlagen kommen die folgenden Verfahren zum Einsatz : Beizen zur Herstellung blanker metallischer Oberflächen für die nachfolgende Ausbildung einer Schutzschicht. Dem Beizvorgang wird erforderlichenfalls eine Reinigung mit Deionat unter Zusatz von Tensiden und Komplexbildnern (zB. EDTA) zur Entfettung und Benetzung vorgeschaltet. Beim Beizen kommen überwiegend inhibierte Mineralsäuren zum Einsatz. Reinigen zur Herstellung sauberer Oberflächen durch - Auskochen mit Deionat unter Zusatz von Alkalien - Ausblasen mit Dampf - Spülen mit Deionat ohne oder mit Zusatz von Tensiden. Oft werden auch Kombinationen von Beiz- und Reinigungsverfahren eingesetzt. Die chemische Reinigung von Dampf- oder Heißwassererzeugern während der Betriebszeit wird bis auf wenige Ausnahmen mit inhibierten Mineralsäuren oder Säuregemischen zur Entfernung von Ablagerungen aus Wasserinhaltsstoffen und Korrosionsprodukten durchgeführt. Verbrennungsgasseitiges Reinigen Bei der Revision von Anlagen zur Dampferzeugung müssen die Verbrennungsgas führenden An-lagenteile gereinigt werden, wenn sich während des Betriebs festhaftende Beläge bilden, die durch die betriebsinternen Ausblaseinrichtungen nicht entfernt werden können. Derartige Beläge beste-hen aus Flugaschepartikeln; sie reagieren häufig stark sauer, insbesonders in Anlagenteilen, die über längere Zeit unterhalb des Taupunktes von Schwefelsäure betrieben werden (müssen). Die Reinigungsoperationen werden an folgenden Anlageteilen ausgeführt - Kessel und Wärmetauscherflächen (insbesonders bei ölbefeuerten Dampferzeugern) - Verbrennungsgaskanäle



- Luftvorwärmer und Gasvorwärmer (LuVo / GaVo) - Elektrofilter. Die Reinigung erfolgt mit Wasser, dem neutralisierende Chemikalien (Natronlauge oder Phos-phate) sowie Tenside zugesetzt werden. Der Waschvorgang selbst erfolgt unter Anwendung von Hochdruckreinigern. Nasskonservieren Thermische Kraftwerksanlagen oder Heizsysteme werden mitunter nicht ständig betrieben. Vor der Stillsetzung werden sie entleert und gereinigt. Zur Vermeidung von Korrosionserscheinungen in Zeiten des Anlagenstillstandes werden sie nach der Reinigung mit Wasser gefüllt, welches korro-sionsinhibiernede Zusätze enthält (Nasskonservierung). Als Konservierungsmittel kommen in der Regel die in Abschnitt Kondensatreinigen genannten Stoffe (in erster Linie Ammoniak oder Hydra-zin) zur Anwendung. Vor Wiederinbetriebnahme des Dampferzeugers wird das Konservie-rungswasser abgelassen. 1.2.2 Abwasserbeschaffenheit und -reinigung Kondensatreinigen, Abfluten (Absalzen), Systementleeren und Nasskonservieren Bei der Kondensatreinigung fallen bei der Rückspülung und Regeneration der verschiedenen Rei-nigungsstufen Abwässer an. Abwasser aus der Filtrationsstufe enthält Feststoffe, Korrosions-produkte und Filterhilfsmittel; es wird in der Regel durch Sedimenation allenfalls in Kombination mit vorgeschalteter Flockung gereinigt. Die Rückspülwässer der Ionentauscher enthalten gleichfalls Korrosionsprodukte sowie Harzabrieb. Die Regenerate der Ionentauscher enthalten neben den eluierbaren Salzen und dem Überschuss an Reaktionschemikalien auch die den Kreisläufen zudo-sierten flüchtigen Alkalisierungs- und Sauerstoffbindemittel. Abwasser aus der Regeneration der Ionentauscher muss neutralisiert werden; bei Gehalten an Ammoniak oder Hydrazin über den zu-lässigen Emissionsbegrenzungen ist eine physikalisch – chemische Behandlung (zB. Strippung bei Ammoniak, Oxidation bei Hydrazin) erforderlich. Aktivkohlfilter werden nur selten rückgespült; da-bei fallen Kohleabrieb und Korrosionsprodukte an. Abflutwasser (Absalzwasser) aus einem Kessel niedriger Druckstufe enthält neben Korrosions-produkten und den im Kessel aufkonzentrierten Salzen auch jene Chemikalien, die zur Härtestabi-lisierung, zum Korrosionsschutz und zur Sauerstoffbindung beigegeben werden. Dabei kommen



Phosphate, Polycarboxylate, Ammoniak, Hydrazin, Sulfit und sonstige Stoffe (zB. Methylethyl-ketoxim, Diethylhydroxidamin, Ascorbinsäure oä.) zur Anwendung. Bei Systementleerungen anfallendes Abwasser enthält gleichfalls die genannten Stoffe. Bei Ent-leerung von nasskonservierten Systemen liegen die Konzentrationen der Einsatzstoffe über jenen bei Entleerungen aus dem laufenden Betrieb. Zum Teil werden auch andere Stoffe eingesetzt als während des Betriebs (zB. Sauerstoffbindemittel). In großen Fernheizsystemen wird vollentsalztes Wasser eingesetzt; Chemikalienzusatz zur Verhinderung von Korrosion oder Ablagerungen erfolgt in der Regel nicht. Kleinere Netze, die nur mit enthärtetem Wasser befüllt sind, müssen dagegen mit Zusätzen verschiedener Stabilisatoren und Inhibitoren ausgestattet werden. Bei ordnungsgemäßem Kesselbetrieb enthält das Abflutwasser keine nennenwerten Metallkon-zentrationen, die eine Abwasserreinigung erforderlich machen würden. Bei alkalischer Konditio-nierung ist im Abflutwasser mit hohen pH – Werten zu rechnen (10,5 bis 12), sodass in der Regel eine Neutralisation erfolgen muss. Darüber hinaus treten bei Konditionierung des Wassers mit Phosphaten Konzentrationen von Phosphor – Gesamt auf, die eine Reinigung notwendig machen. Bei der Entleerung von geschlossenen Systemen können Alkalisierungsmittel, Korrosionsprodukte, Korrosionsinhibitoren (mitunter auf Metallsalzbasis) und Stabilisatoren anfallen, die eine physika-lisch – chemische Reinigung des Abwassers notwendig machen. Entaschen, Entschlacken Abwasser aus der Entaschung oder Entschlackung von Kesselanlagen enthält ungelöste Fest-stoffe und ist thermisch belastet. Wasserlösliche Schwermetalle werden in der Regel nicht ange-troffen. Als Reinigungsmaßnahmen kommen Feststoffabtrennung (zB. Sedimenation, Filtration) und Temperaturausgleich in Betracht. Wasserseitiges Reinigen Die Beschaffenheit des Abwassers aus der wasserseitigen Reinigung von Dampferzeugern ist stark abhängig von den angetroffenen Werkstoffen, den Verunreigungen und den eingesetzten Chemikalien. Abwasser aus der Beize enthält die verwendeten Mineralsäuren, suspendierte Kor-rosionsprodukte und gelöste Metalle sowie Beizmittelreste (bei Einsatz organischer Beizsäuren auch organische Verunreinigungen). Auskochlösungen enthalten neben suspendierten Stoffen Al-kalien und Phosphate. Abwasser aus dem Spülen mit Deionat enthält neben suspendierten Stoffen



auch erhöhte Gehalte an Organika, die durch Verwendung von Tensiden oder durch ausgewa-schene Öle oder Fette verursacht werden. Abwasser aus der wasserseitigen Reinigung kann zumeist nicht ohne Reinigung eingeleitet wer-den. Da das Abwasser nur diskontinuierlich anfällt, ist eine Behandlung in mobilen Anlagen oder die Abfuhr zu einer geeigneten Behandlungsanlage das Mittel der Wahl. Die Reinigung saurer Beizwässer besteht in der Regel in einer Neutralisation; bei Verwendung von Fluor-wasserstoffsäure als Beizmittel wird durch Neutralisation mit Kalk das Fluorid als Calciumfluorid ausgefällt. Verbrennungsgasseitiges Reinigen Abwasser aus der verbrennungsgasseitigen Reinigung enthält in Abhängigkeit von den ver-feuerten Brennstoffen und den verwendeten Werkstoffen suspendierte Feststoffe, gelöste Salze (zB. Sulfate) und Schwermetalle. Bei kohlebefeuerten Anlagen fallen Schwermetalle wie Blei, Cadmium, Chrom, Nickel, Vanadium oder Zink an; bei ölbefeuerten Anlagen sind als Schwer-metalle lediglich Nickel und Vanadium von Bedeutung Entstickungsanlage. Bei Einsatz von SCR – Technik (Sequenced Catalytic Reduction) kann in den der nachgeschalteten Dampferzeugerkom-ponenten Ammoniumsulfat entstehen, welches bei der Nassreinigung ins Abwasser gelangt. Das anfallende Abwasser muss vor Einleitung einer entsprechenden Behandlung unterzogen wer-den (Neutralisation mit Natronlauge oder Kalk, Fällung / Flockung, Sedimenation uä.). Der Ammo-niumgehalt kann durch physikalische Behandlung (zB. Strippung) oder durch gemeinsame Be-handlung in einer nitrifizierenden biologischen Abwasserreinigungsanlage reduziert werden. 1.2.3 Vermeidungs- und Verminderungsmaßnahmen Der Stickstoffgehalt im Abwasser aus Kesselanlagen, die mit salzfreiem Speisewasser dotiert wer-den, kann durch kombinierte Fahrweise bei der Konditionierung erheblich reduziert werden. Bei dieser Konditionierungsart wird nur wenig Ammoniak in das Speisewasser dosiert (0,1 bis 0,15 mg/l), dafür wird Sauerstoff zugegeben (0,05 bis 0,3 mg/l). Bei Einspeisung in Kesselanlagen niedriger Druckstufe von vollentsalztem an Stelle von lediglich enthärtetem Wasser wird die Gefahr von Ablagerungen und Korrosionen vermindert und die abzu-salzende Kesselwassermenge sowie der Chemikalienverbrauch reduziert. Abflutwasser aus Kesselanlagen sowie Wasser aus der Entleerung von Dampferzeugern und Heizsystemen, die mit vollentsalztem Wasser gespeist werden, können einer Weiterverwendung zugeführt werden.



Wasser aus der Entaschung oder Entschlackung kann mehrfach verwendet werden, wenn durch eine Reinigungsstufe der Feststoffgehalt gering gehalten wird und mittels indirekter Kühlung über einen Wärmetauscher die Temperatur niedrig gehalten wird. Art und Ausmaß der wasserseitigen Reinigung von Dampf- oder Heißwassererzeugungsanlagen hängt vor der Inbetriebnahme wesentlich von Anlieferungs- und Bearbeitungszustand der Kom-ponenten beim Hersteller und von den Montagebedingungen ab. Durch Qualitätssicherung bei Bau und Montage können die emittierten Schmutzfrachten gering gehalten werden. Beim Betrieb von Dampf- und Heißwassererzeugungsanlagen erspart die Einhaltung einer hohen Speisewasser- und Prozesswasserqualität weitestgehend wasserseitige Reinigungsarbeiten. Abwasser aus der Nassreinigung verbrennungsgasberührter Komponenten von Dampf- oder Heißwassererzeugern kann zumindest teilweise mehrfach verwendet werden (nach Neutralisation und Sedimenation). Die Anwendung von Trockenreinigungsmaßnahmen an Stelle der Nassreini-gung ist im Einzelfall möglich. 2 Geltungsbereich 2.1 Kühlsysteme Im Hinblick auf die Ausführungen in Kap. 1.1 legt die AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger Emis-sionsbegrenzungen für Abwasser aus der indirekten Kühlung unter Verwendung von Wasser als Kühlmittel fest : 1. Anhang A für Durchlaufkühlsysteme (Frischwasserkühlsysteme mit oder ohne Ablauf-

kühlung) 2. Anhang B für Umlaufkühlsysteme mit offenem Kühlkreislauf (offene Kreislaufkühlsysteme) 3. Anhang A der Allgemeinen Abwaseremissionsverordnung (AAEV BGBl. Nr. 186/1996) für

Umlaufkühlsysteme mit geschlossenem Kühlkreislauf (geschlossene Kreislaufkühlsys-teme).

Als Abwasser aus den genannten Systemen gilt Wasser, welches im Zuge des Systembetriebs (zB. Durchlauf oder Abflutung) oder der Systementleerung abgegeben wird; zum Systembetrieb



gehört ua. auch eine Aufbereitungsanlage, die in einen Kühlwasserkreislauf zur Zwischenbe-handlung des gesamten Kühlwassers oder einer Kühlwasserteilmenge geschaltet ist. 2.2 Dampferzeuger Im Hinblick auf die Ausführungen in Kap. 1.2 legt die AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger Emis-sionsbegrenzungen für Abwasser aus nachstehend genannten Tätigkeiten im Rahmen der Dampf- oder Heißwassererzeugung fest : 1. Absalzen (Abfluten), Abschlämmen oder Kondensatreinigen 2. Entaschen oder Entschlacken 3. Wasserseitiges Reinigen 4. Verbrennungsgasseitiges Reinigen (einschließlich Reinigen der Verbrennungsgaskanäle) 5. Nasskonservieren. Als Abwasser aus der Dampf- und Heißwasserzeugung gilt alles Wasser, welches im Zuge des Systembetriebes, der Systementleerung sowie im Zuge der Durchführung von Wartungs-, Reini-gungs-, Konservierungs- und sonstigen Tätgkeiten anfällt; zum Systembetrieb gehört ua. auch ei-ne Behandlungsanlage, die in einen Speisewasserkreislauf zur Behandlung des Dampfkessel-kondensates geschaltet ist. 2.3 Abgrenzung zu Geltungsbereichen anderer Abwasseremissionsverordnungen Im Zusammenhang mit dem Betrieb von Kühlsystemen, Dampf- und Heißwassererzeugern stehen häufig Tätigkeiten oder Anlagen, aus denen Abwasser der folgenden Herkunftsbereiche abgeleitet wird :

1. Reinigung von Verbrennungsgas (sh. § 4 Abs. 2 Z 4.2 AAEV)

2. Laboratorien (sh. § 4 Abs. 2 Z 4.3 AAEV)

3. Wasseraufbereitung (sh. § 4 Abs. 2 Z 4.4 AAEV)

4. Reinigung von Abluft und wässrigen Kondensaten (sh. § 4 Abs. 2 Z 4.6 AAEV)



5. Behandlung von Prozesswasser zwecks Weiterverwendung in Kühlsystemen, Dampf-

erzeugern oder Heißwassererzeugungsanlagen.

Für die genannten Herkunftsbereiche gelten jeweils gesonderte Abwasseremissionsverordnungen. Bei gemeinsamer Ableitung und Reinigung gelten für eine Mischung derartiger Abwässer mit Ab-wasser aus Kühlsystemen und Dampferzeugern die Mischungs- und Teilstrombehandlungsregeln des § 4 Abs. 4 bis 7 AAEV. Ebenfalls nicht in den Geltungsbereich der AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger fällt Fallwasser aus der barometrischen Kondensation von Prozessbrüden oder aus der Vakuumerzeugung. Derar-tiges Wasser aus der direkten Kühlung verfahrenstechnischer Prozesse oder der Vakuum-erzeugung fällt in den Geltungsbereich der für den jeweiligen Prozess geltenden Abwasseremis-sionsverordnung (zB. AEV Gebleichter Zellstoff für Abwasser aus der Kondensation von Brüden aus der Eindampfung der Kochflüssigkeit des Holzaufschlusses oder AEV Eisenmetallindustrie für Abwasser aus der Vakuumbehandlung von Stahl). 3 Gegenwärtige Entsorgungssituation 3.1 Kühlsysteme Für die Wärmeabfuhr bei gewerblich - industriellen oder energietechnischen Prozessen werden derzeit bevorzugt folgende Verfahren im jeweils angegebenen Temperaturbereich eingesetzt: 1. Abhitzeverwertung (Dampferzeugung, Wärmepumpen etc. bei Prozesstemperaturen grö-

ßer 60 °C) 2. Wärmetausch (Produkt gegen Rohstoff oder anderes Produkt bei allen Prozesstem-

peraturen) 3. Luftkühlung (bei Prozesstemperaturen größer 50 °C) 4. Wasserkühlung (Durchlaufkühlung mit oder ohne Ablaufkühlung oder Umlaufkühlung bei

Prozesstemperaturen größer 15 °C aber nicht größer 50 °C) 5. Kühlung durch technische Kühlmittel bei Prozesstemperaturen nicht größer 15 °C. Jedes der angeführten Verfahren hat sein betriebwirtschaftliches Optimum. Bei der Entscheidung, ob Wasser als Kühlmittel eingesetzt wird oder nicht, müssen Betrachtungen der Wirkungsgrad-optima aller Kühlmittel angestellt werden.



Auf Grund der guten wasserwirtschaftlichen Ausstattung der Oberflächengewässer (hohe Wasser-führung in Kombination mit niedrigen Wassertemperaturen über weite Strecken des Kalender-jahres) wird in Österreich bei den Kühlverfahren mit Wasser bevorzugt die Durchlaufkühlung ein-gesetzt, da diese hinsichtlich Wirtschaftlichkeit und Aufwand von keinem sonstigen Verfahren ü-bertroffen wird. In der Energietechnik genügt dabei zumeist die mechanische Aufbereitung von Flusswasser mit Rechen oder Sieben, um den Anforderungen des Systembetriebs gerecht zu werden. Bei gewerblich - industriellen Systemen muss auf Grund der Kühlerkonfigurationen (kleine Querschnitte bei Platten- oder Röhrenwärmetauschern) zumeist ein weitergehender Aufwand bei der Wasseraufbereitung getrieben werden. Unter Berücksichtigung der Forderung nach Minimie-rung der Emissionen von Stoffen und Energie in die Umwelt kommen aber auch in Österreich in steigendem Ausmaß Umlaufkühlsysteme zur Anwendung – insbesonders dann, wenn kein ausrei-chendes natürliches Kühlwasserdargebot zur Verfügung steht. Angaben betreffend die Gesamtanzahl der in Österreich betriebenen Durchlauf- und Umlauf-kühlsysteme sind derzeit nicht verfügbar. Ebenso wenig sind Informationen betreffend die in Öster-reich zum Einsatz gelangten bzw. abgeleiteten Gesamtkühlwassermengen erhältlich. Die verfüg-baren Angaben zum Wasserverbrauch von Industrie und Gewerbe, öffentlichem Bereich, Energie-erzeugung etc. beziehen sich immer auf den Gesamtverbrauch (Prozesswasser plus Kühlwasser), sodass eine Differenzierung nicht möglich ist. Nach wie vor wird auch Kühlwasser vermischt mit Prozessabwasser abgeleitet bzw. werden verordnete Emissionsgrenzwerte im Wege der internen Vermischung oder Verdünnung unterfahren, ohne dass dem ein entsprechender Reinigungsauf-wand gegenübersteht. Die am 30. Dezember 1994 mit BGBl. Nr. 1072/1994 kundgemachte AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger gibt in Kombination mit § 4 Abs. 7 AAEV eindeutige Vorgaben, wie in derartigen Fällen zu verfahren ist; an diesen Vorgaben tritt durch die Neufassung der AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger keine Änderung ein. Die Frist zur Anpassung von Kühlsystemen an den Stand der Technik (§ 33c Abs. 1 WRG 1959) endet mit 30. Dezember 2002. 3.2 Dampferzeuger Ähnlich wie bei den Kühlsystemen ist es auch bei den Dampf- und Heißwassererzeugern nicht möglich, genaue Angaben über die Gesamtanzahl der in Betrieb befindlichen Anlagen bzw. die im Jahr erzeugten Gesamtmengen an Dampf und Heißwasser zu erhalten. Im Zuge der Umsetzung der RL 96/61/EG (IPPC) wurde eine Erhebung der nach Anhang I dieser RL zu behandelnden Energieerzeugungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von größer als 50 MW durchgeführt. Mit Stand 1997 wurden folgende Zahlen festgestellt :



Tabelle 4 Anzahl der derzeit in Österreich betriebenen Kesselanlagen mit einer Feue-rungswärmeleistung größer 50 MW

Anzahl

Kraftwerke 23 Fernheiz(kraft)werke 16

Raffinerie 8 Industrie 25

Müll- und Abfallverbrennung 4 Gesamt 76

Die Anzahl der Dampf- und Heißwassererzeugungsanlagen mit einer Feuerungswärmeleistung von nicht größer als 50 MW beträgt ein Vielfaches der in Tabelle 4 genannten Zahlen. Die Definition der Maßnahmen nach dem Stand der Technik zur Begrenzung von Abwasser-emissionen aus der Dampf- und Heißwassererzeugung bzw. zur Reduktion der diesbezüglichen Belastungen der österreichischen Gewässer erfolgte erstmals mit der am 30. Dezember 1994 mit BGBl. Nr. 1072/1994 kundgemachten AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger. Die Frist zur Anpas-sung von Dampf- und Heißwasserzeugern an den verordneten Stand der Technik (§ 33c Abs. 1 WRG 1959) endet mit 30. Dezember 2002. 4 Stand der Technik Nachstehend genannte Maßnahmen nach dem Stand der Technik können als geeignet angesehen werden, die Stoff- und Abwärmeemissionen aus Kühlsystemen und Dampferzeugern in die Ge-wässer auf ein nicht vermeidbares Ausmaß zu senken : 4.1 Kühlsysteme 1. Umfassende energetische Nutzung der Wärme des Abwassers aus Kühlsystemen in

Form von Kraft – Wärme - Kupplungen, Fernwärmeversorgungen, Niedertemperaturhei-

zungen, Wärmepumpen, Verwertungen in der landwirtschaftlichen Produktion etc.;

2. Bevorzugte Anwendung der Umlaufkühlung mit optimierter Austauschrate für das Ab-

flutwasser im Kühlsystem (kleiner als 3 % der täglich im System umgewälzten Wasser-

menge) und größtmöglicher Eindickungszahl; in Abhängigkeit von Menge und Tempera-

turniveau der anfallenden Abwärme sowie von den wasserwirtschaftlichen Gegebenheiten

des Standortes Einsatz von Trocken- oder Hybridkühlverfahren;



3. Einsatz der Durchlaufkühlung nur in begründeten Ausnahmefällen bei entsprechender

Lage der Abwärmequelle an einem aufnahmefähigen Fließgewässer oder für Kleinst-

anlagen; Mehrfachverwendung des Kühlwassers aus Durchlaufkühlsystemen durch Se-

rienschaltung derartiger Systeme; Einsatz von Maßnahmen zur Ablaufkühlung entweder

zeitlich durchgehend oder begrenzt auf Zeiten besonderer wasserwirtschaftlicher Anfor-

derungen;

4. Weitestgehender Verzicht auf den Einsatz als Kühlmittel in einem Durchlaufkühlsystem

von

- Grundwasser (ausgenommen Uferfiltrat aus der unmittelbaren Nähe eines Fließ-

gewässers oder Grundwasser, welches aus einem Grundwasservorkommen aus

Gründen der Wasserspiegelhaltung entnommen werden muss und nicht mehr

wiedereingebracht werden kann)

- Wasser aus Trinkwassersystemen;

5. Konsequente Trennung von Kühlwassersystemen und sonstigen Abwassersystemen; be-

vorzugter Einsatz von Oberflächenkondensatoren; weitestgehender Verzicht auf den Ein-

satz von Mischkondensatoren;

6. Auswahl korrosionsbeständiger Werkstoffe oder Werkstoffkombinationen und Einsatz

passiver oder aktiver Korrosionsschutzmaßnahmen; Abstimmung der Maßnahmen zur

Kühlwasserkonditionierung auf die Werkstoffbeschaffenheit des Kühlsystems;

7. Verhinderung von Organismenwachstum im Kühlsystem durch geeignete Werkstoff-

auswahl, konstruktive Maßnahmen und verfahrenstechnische Maßnahmen; bei Erforder-

nis des Biozideinsatzes zur Verhinderung von Organismenwachstum Anwendung intermit-

tierender Verfahren (Stoßbehandlung); Verzicht auf

- Kühlwasserableitung während der Stoßbehandlung und

- kontinuierlichen Einsatz von Bioziden ausgenommen von Persauerstoffverbin-

dungen;

Beachtung der ökotoxikologischen Angaben in den Sicherheitsdatenblättern der einge-

setzten Biozide;



8. bei Erfordernis des Einsatzes von organischen Arbeits- oder Hilfsstoffen insbesonders

von Dispergierungs- oder Härtestabilisierungsmitteln Anwendung solcher nicht toxischer

Substanzen, die eine Gesamtabbaubarkeit durch aerobe Mikroorganismen in einem

wässrigen Milieu von größer als 80 % nach einer Testdauer von 28 Tagen aufweisen

(ÖNORM EN ISO 7827 ” Bestimmung der vollständigen aeroben biologischen Abbaubar-

keit organischer Stoffe in einem wässrigen Medium ” Februar 1996); Beachtung der öko-

toxikologischen Angaben in den Sicherheitsdatenblättern der eingesetzten Stoffe;

9. bedarfsabhängige Dosierung aller für den Betrieb eines Kühlsystems erforderlichen Ar-

beits- und Hilfsstoffe mittels maschineller Dosiereinrichtungen sowie mit begleitender ana-

lytischer Überwachung der Einsatzkonzentrationen im Kühlwasser; Bilanzierung der Ein-

satzmengen über definierte Anwendungszeiträume unter Berücksichtigung der Elimi-

nationsvorgänge in den Kühlsystemen;

10. In Abhängigkeit von Kühlsystemart und –größe Einsatz verfahrenstechnischer Maßnah-

men (zB. Mindestströmungsgeschwindigkeit, mechanische Systemreinigung, physikalisch

– chemische Wasserkonditionierung) zur Erzielung eines optimierten Systembetriebes,

Aufrechterhaltung der erforderlichen Kühlwasserbeschaffenheit und Minimierung der Aus-

tauschrate bei der Umlaufkühlung;

11. Betrieb des Kühlsystems mit Kühlmittelüberdruck gegenüber dem Kühlmedium bei Küh-

lung einer Anlage, die wassergefährdende Stoffe enthält;

12. Führung eines Betriebsbuchs, in welchem alle wesentlichen mit dem Betrieb des Kühl-

systemes verbundenen Fakten und Maßnahmen vermerkt sind und insbesonders auch al-

le Arten und Mengen der eingesetzten Dispergierungs-, Härtestabilisierungs- und Korro-

sionsschutzmittel, Biozide sowie sonstigen Arbeits- und Hilfsstoffe aufgelistet sind;

13. Weiterverwendung von Abwasser aus Kühlsystemen als Brauchwasser zwecks Reduktion

des Frischwasserverbrauches;

14. vom Abwasser gesonderte Erfassung und Verwertung der beim Betrieb von Kühlsys-

temen oder bei der Kühlwasserkonditionierung anfallenden Rückstände oder deren exter-

ne Entsorgung (Abfallwirtschaftsgesetz 2002 BGBl. I Nr. 102).



4.2 Dampferzeuger

1. Umfassende energetische Nutzung der Wärme des Abwassers aus Dampferzeugern in

Form von Kraft – Wärme - Kupplungen, Fernwärmeversorgungen, Niedertemperaturhei-

zungen, Wärmepumpen, Verwertungen in der landwirtschaftlichen Produktion etc.;

2. Auswahl korrosionsbeständiger Werkstoffe oder Werkstoffkombinationen und Einsatz

passiver oder aktiver Korrosionsschutzmaßnahmen; Abstimmung der Maßnahmen zur

Speisewasserkonditionierung auf die Werkstoffbeschaffenheit des Dampferzeugers;

3. bei Erfordernis des Einsatzes von organischen Arbeits- oder Hilfsstoffen Anwendung sol-

cher nicht toxischer Substanzen, die eine Gesamtabbaubarkeit durch aerobe Mikroor-

ganismen in einem wässrigen Milieu von größer als 80 % nach einer Testdauer von 28

Tagen aufweisen (ÖNORM EN ISO 7827 ” Bestimmung der vollständigen aeroben biolo-

gischen Abbaubarkeit organischer Stoffe in einem wässrigen Medium ” Februar 1996);

Beachtung der ökotoxikologischen Angaben in den Sicherheitsdatenblättern der einge-

setzten Stoffe;

4. bedarfsabhängige Dosierung aller für den Betrieb eines Dampferzeugers erforderlichen

Arbeits- und Hilfsstoffe mittels maschineller Dosiereinrichtungen sowie mit begleitender

analytischer Überwachung der Einsatzkonzentrationen im Kesselwasser; Bilanzierung der

Einsatzmengen über definierte Anwendungszeiträume unter Berücksichtigung der Elimi-

nationsvorgänge in den Dampferzeugern;

5. In Abhängigkeit von Dampferzeugerart und –größe Einsatz verfahrenstechnischer Maß-

nahmen (zB. Mindestströmungsgeschwindigkeit, mechanische Systemreinigung, physika-

lisch – chemische Wasserkonditionierung) zur Erzielung eines optimierten Systembe-

triebes, Aufrechterhaltung der erforderlichen Kesselwasserbeschaffenheit und Minimie-

rung der Austauschrate;

6. Führung eines Betriebsbuchs, in welchem alle wesentlichen mit dem Betrieb des Dampf-

erzeugers verbundenen Fakten und Maßnahmen vermerkt sind und insbesonders auch

alle Arten und Mengen der eingesetzten Arbeits- und Hilfsstoffe aufgelistet sind;



7. Weiterverwendung von Abwasser aus Dampferzeugern als Brauchwasser zwecks Reduk-

tion des Frischwasserverbrauchs;

8. Einsatz physikalisch – chemischer Abwasserreinigungsverfahren (z. B. Neutralisation,

Sedimentation, Filtration, Fällung/Flockung)

9. vom Abwasser gesonderte Erfassung und Verwertung der beim Betrieb von Dampfer-

zeugern oder bei der Speisewasserkonditionierung anfallenden Rückstände oder deren

externe Entsorgung (Abfallwirtschaftsgesetz 2002 BGBl. I Nr. 102).

5 Parameterauswahl und Emissionsbegrenzungen 5.1 Parameterauswahl 5.1.1 Durchlaufkühlsysteme In Durchlaufkühlsystemen beschränken sich die Ansprüche an die Beschaffenheit bzw. an die Aufbereitung des Wassers auf den Gehalt an Feststoffen, die zu Verstopfungen führen können, und auf die Unterbindung von Organismenwachstum. Der Feststoffrückhalt wird mit einfachen physikalischen Verfahren durchgeführt. Die Anzahl der zur Überwachung der Abwasserbeschaf-fenheit eingesetzten Parameter kann daher gering gehalten werden. Da über die Parameter Tem-peratur, Toxizität, Abfiltrierbare Stoffe, Freies Chlor, AOX und Summe der Kohlenwasserstoffe hin-aus auf die Beschaffenheit des Zulaufwassers kein Einfluss genommen wird, ist zur Reduktion des Überwachungsaufwandes die subsidiäre Anwendung von sonstigen Parametern der AAEV für Durchlaufkühlsysteme aufgehoben. Beim Parameter Temperatur muss im Hinblick auf die großen Kühlwassermengen, die in der Regel aus Durchlaufkühlsystemen in die Fließgewässer eingebracht werden, neben der allgemeinen Gewässererwärmung auch der Ausbildung von Abwärmefahnen unterhalb der Einleitungen erhöh-te Beachtung geschenkt werden. Es wird daher für Emittenten ohne fortschrittliche Kühltechnolo-gie nicht nur die Höchsttemperatur sondern auch die Aufwärmspanne begrenzt. Als Aufwärm-spanne bezeichnet man die Temperaturerhöhung des Wassers im Durchlaufkühlsystem bezogen auf das arithmetische Mittel aller Messwerte der Temperatur des Zulaufwassers in einem Über-wachungszeitraum von sechs Stunden.



Biozideinsatz in Kühlsystemen ist aus Gründen der Frachtbegrenzung für gefährliche Wasser-inhaltsstoffe nur in Form der Stoßbehandlung zulässig. Abgesehen von besonders gelagerten Ein-zelfällen ist bei Stoßbehandlung das Kühlsystem geschlossen zu halten. Limitiert mit einem eige-nen Parameter werden nur die halogenabspaltenden oder halogenhaltigen Biozide; alle übrigen Biozide werden indirekt über den Parameter Bakterientoxizität GL erfasst.

Aus Durchlaufkühlsystemen können erfahrungsgemäß auch nennenswerte Mengen an Kohlen-wasserstoffen emittiert werden - selbst dann, wenn ein Kühlsystem mit Überdruck gegen das Kühlmedium betrieben wird. Die Emissionsbegrenzung für den Parameter Summe der Kohlen-wasserstoffe wird daher nicht unter dem Aspekt der Abwasserreinigung, sondern vielmehr unter dem Aspekt einer Indikatorfunktion für ein schadhaftes Kühlsystem (insbesonders bei kohlen-wasserstoffhältigem Kühlmedium) festgelegt. 5.1.2 Umlaufkühlsysteme Bei der Parameterauswahl für Abwasser aus Umlaufkühlsystemen sind die große Vielfalt der in der Kühlwasserkonditionierung eingesetzten Stoffe, die im Zusatzwasser enthaltenen und durch die Aufbereitung nicht entfernbaren Stoffe, die durch allfällige Undichtheiten aus den Kühlmedien in die Kühlsysteme übertretenden Verluste und die aus den Kühlsystemmaterialien allenfalls austre-tenden Korrosionsprodukte zu berücksichtigen. Die meisten dieser Stoffe unterliegen in den offe-nen Systemen infolge des Wasserverlustes durch Verdunstung bei der Kreislaufführung einer An-reicherung und müssen bei Erreichen einer noch systemverträglichen Obergrenze aus dem Sys-tem ausgeschleust werden. Viele Kühlwasseradditive müssen darüber hinaus in einer gewissen Mindestkonzentration vorliegen, um die gewünschte Wirkung zu entfalten. Bedingt durch die Kreislaufführung müssen bei Abwasser aus offenen Umlaufkühlsystemen höhe-re Temperaturen im Vergleich zu Durchlaufkühlsystemen oder sonstigen Abwässern toleriert wer-den. In Folge der gegenüber Durchlaufsystemen wesentlich geringeren Wassermengen kann auf die Festlegung einer zulässigen Aufwärmspanne verzichtet werden. Biozideinsatz ist in Umlaufkühlsystemen in der Regel unerlässlich. Es gelten die gleichen Kriterien für deren Einsatz wie bei Durchlaufkühlsystemen. Kupfer kann als Korrosionsprodukt aus Werkstoffen ins Kühlwasser gelangen und dort ange-reichert werden. Molybdän und Zink werden als Korrosionsinhibitoren zudosiert, wobei Molybdän in Form von Molybdat an Stelle von Chromat verwendet wird. Der Einsatz von Zink als Kor-rosionsinhibitor ist - speziell in Systemen mit großer Werkstoffvielfalt - praktisch nicht zu umgehen



(Ausfällung als basisches Zinkcarbonat). Hydrazin wird gelegentlich als Korrosionsinhibitor einge-setzt. Zentrale Bedeutung für Dispergierung, Härtestabilisierung und Korrosionsschutz kommt dem Pa-rameter Phosphor zu, wobei in steigendem Ausmaß organische Phosphorverbindungen und phos-phororganische Verbindungen (Phosphonate) zum Einsatz kommen, da diese geringere Dosier-mengen ermöglichen. Die Emissionsbegrenzungen für Phosphor sind daher in Abhängigkeit von den Kühlsystemeinsatzstellen und dem Einsatz von sonstigen Additiven festgelegt. Bei der einzu-setzenden Referenzanalysenmethode für den Phosophornachweis ist eine Methode vorgegeben, mit welcher der Nachweis auch der phosphororganischen Verbindungen problemlos gelingt. Die Parameter TOC und CSB erfassen die organische Belastung des Wassers in Umlaufkühl-systemen. Diese resultiert aus der Vorbelastung des Zusatzwassers sowie den zudosierten orga-nischen Arbeits- und Hilfsstoffen. Auf die Problematik der Zusatzwasservorbehandlung sowie des Mikroorganismenwachstums und des Abbaus organischer Substanzen im Kühlsystem durch die sich entwickelnden Biofilme ist Rücksicht zu nehmen. In Kühlsystemen für gewerblich - industrielle Prozesse kann oft keine absolute Trennung zwischen Kühlmedium und Kühlmittel erreicht werden – auch daraus kann bei organischen Kühlmedien eine höhere Belastung des Kühlwassers mit or-ganischen Stoffen resultieren. AOX kann durch den Einsatz von Bioziden oder Konditionierungsmitteln, aber auch durch Ein-schleusung über das Zusatzwasser ins Kühlsystem gelangen. Die Parameterauswahl für Abwasser aus geschlossenen Umlaufkühlsystemen hat sich nach den Maßgeblichkeitskriterien gemäß § 4 Abs. 1 AAEV zu richten; hinsichtlich des Einsatzes von Ar-beits- und Hilfsstoffen in geschlossenen Kühlsystemen gelten die obigen Ausführungen sinn-gemäß. 5.1.3 Dampferzeuger Der Betrieb eines Dampf- und Heißwassersystems erfordert in Abhängigkeit von der Bau- und Be-triebsweise der Anlage (insbesonders auch der Druckstufe) aufwendige wasserchemische Maß-nahmen, um Korrosionen oder Ablagerungen im System zu verhindern. Das Abwasser aus Dampf- oder Heißwassererzeugern ist daher im wesentlichen durch die in der Speisewasseraufbereitung zugesetzten Konditionierungsmittel, durch die aus den Begleitsubstanzen der Brennstoffe beim Verbrennungsprozess freigesetzten Rückstände und durch die Korrosionsprodukte der Werkstoffe belastet. Zu den Verbrennungs- und Korrosionsrückständen zählen insbesonders die Schwerme-



talle; lediglich Zink wird in größerem Umfang als Konditionierungsmittel eingesetzt. Gängige Kondi-tionierungsmittel sind weiters Natronlauge, Ammonium, Hydrazin, Phosphor und Sulfit. Die organischen Inhaltsstoffe des Abwassers resultieren aus den Betriebs- und Reinigungs-chemikalien und den Verbrennungsrückständen, der AOX auch aus dem Einsatz halogenhaltiger oder halogenabspaltender Reinigungs- oder Desinfektionsmittel. 5.2 Emissionsbegrenzungen Beim Betrieb von Kühlsystemen und Dampferzeugern kann eine Vielzahl von Arbeits- und Hilfs-

stoffen zum Einsatz kommen, die die Voraussetzungen der Definition des Begriffes “gefährlich” im

Sinne des § 33a WRG 1959 erfüllen. Für einige dieser Stoffe gibt es die Möglichkeit der Substituti-

on, sodass ein Einsatz und damit eine Ableitung zukünftig nicht mehr erforderlich ist bzw. nicht

mehr dem Stand der Technik entspricht. Für folgende Stoffe oder Stoffgruppen im Abwasser aus

Kühlsystemen und Dampferzeugern wird daher ein Einleitungsverbot ausgesprochen:

1. Anorganische Verbindungen des Chrom aus dem Korrosionsschutz

2. Anorganische Verbindungen des Quecksilber

3. Metallorganische Verbindungen

4. Merkaptobenzthiazol und Isothiazole

5. Nitrite

6. organische Arbeits- und Hilfsstoffe, die eine Gesamtabbaubarkeit durch aerobe Mikroor-

ganismen in einem wässrigen Milieu von nicht größer als 80 % nach einer Testdauer von

28 Tagen aufweisen (ÖNORM EN ISO 7827 ” Bestimmung der vollständigen aeroben bio-

logischen Abbaubarkeit organischer Stoffe in einem wässrigen Medium ” Februar 1996)

ausgenommen Phosphonate und Polycarboxylate

7. Biozide aus der kontinuierlichen Bekämpfung von Organismenwachstum ausgenommen

Persauerstoffverbindungen (zB. Wasserstoffperoxid, Ozon)

8. Biozide aus der diskontinuierlichen Bekämpfung von Organismenwachstum (Stoßbe-

handlung) ausgenommen Chlor, Brom, chlor- oder bromhaltige oder -abspaltende Bio-

zide, Glutardialdehyd oder Persauerstoffverbindungen

9. Anorganische Zinkverbindungen aus der Kühlwasserkonditionierung in Hauptumlaufkühl-

systemen von thermischen Kraftwerken.



Das Einleitungsverbot für diese Stoffe gilt als eingehalten wenn der Behörde nachgewiesen wird, dass die in einem Kühl- oder Dampferzeugersystem einegsetzten Arbeits- und Hilfsstoffe die in Z 1 bis 9 aufgezählten Stoffe nicht enthalten. Anhang A – Durchlaufkühlsysteme Die Emissionsbegrenzungen beziehen sich auf die Beschaffenheit des Abwassers (Kühlwassers)

an der Einleitungsstelle in ein Fließgewässer oder eine öffentliche Kanalisation.

Die Mehrfachverwendung von Kühlwasser in hintereinandergeschalteten Durchlaufkühlsystemen

ist aus wasserwirtschaftlicher Sicht einer Kreislaufführung in Umlaufkühlsystemen gleichzusetzen;

daher wird für solche Fälle zukünftig eine zulässige Höchsttemperatur von 35 °C festgelegt. Vor-

aussetzung für die Anwendung dieser Bestimmung ist zusätzlich, dass die im Bewilligungs-

bescheid festgelegte maximal einleitbare Kühlwassermenge nicht größer ist als 5 % der Wasser-

führung Q95% an der Einleitungsstelle.

Beim Parameter Toxizität ist im Hinblick auf die mangelnde Praktikabilität des Parameters Fisch-

toxizität für die Überwachung der Kühlwasserbeschaffenheit zukünftig die Bakterienleuchthem-

mung der alleinige in der täglichen Überwachungspraxis einzusetzende Test. Die Emissionsbe-

grenzung wird von 8 auf 4 reduziert.

Die in BGBl. Nr. 1072/1994 Anlage A Fußnoten c und d enthaltenen Festlegungen zum Parameter

Abfiltrierbare Stoffe resultieren aus dem Umstand, dass zum Zeitpunkt der Kundmachung der AEV

Kühlsysteme und Dampferzeuger im Jahre 1994 die AEV Wasseraufbereitung noch nicht exis-

tierte. Da die AEV Wasseraufbereitung mittlerweile in Kraft getreten ist (sh. BGBl. Nr. 892/1995)

erübrigen sich die Festlegungen zur Wasseraufbereitung in den Fußnoten c und d der Anlage A

des BGBl. Nr. 1072/1994.

Anhang B – Offene Umlaufkühlsysteme Die Emissionsbegrenzungen beziehen sich auf die Beschaffenheit des Abwassers (Kühlwassers)

an der Einleitungsstelle in ein Fließgewässer oder eine öffentliche Kanalisation.

Beim Parameter Toxizität ist im Hinblick auf die mangelnde Praktikabilität des Parameters Fisch-

toxizität für die Überwachung der Kühlwasserbeschaffenheit zukünftig die Bakterienleuchthem-



mung der alleinige in der täglichen Überwachungspraxis einzusetzende Test. Die Emissions-

begrenzung wird von 12 auf 8 reduziert.

Für den Parameter Abfiltrierbare Stoffe wird bei Einleitungen in eine öffentliche Kanalisation eine

Emissionsbegrenzung von 150 mg/l festgelegt. Im Falle der Unbedenklichkeit (§ 32b Abs. 1 WRG

1959) ist auch eine höhere Emissionsbegrenzung zulässig.

Der Parameter Chrom wird aus Anhang B eliminiert, da der Einsatz von Chromverbindungen als

Korrosionschutzmittel zukünftig verboten ist. Da als Ersatz für Chromverbindungen mitunter Mo-

lybdänverbindungen verwendet werden, wird der Parameter Molybdän in Anhang B aufgenommen.

Der Parameter Nitrit wird aus Anhang B eliminiert, da der Einsatz nitrithaltiger Verbindungen als

Korrosionsschutzmittel zukünftig verboten ist.

Die Emissionsbegrenzungen für den Parameter Summe der Kohlenwasserstoffe können auf

Grund der Erfahrungen aus der Anwendung der geltenden AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger

abgesenkt werden.

Anhang C - Dampf- und Heißwassererzeuger (Kesselanlagen)

Die Emissionsbegrenzungen beziehen sich auf die Beschaffenheit des Abwassers an der Einlei-

tungsstelle in ein Fließgewässer oder eine öffentliche Kanalisation.

Beim Parameter Toxizität ist im Hinblick auf die mangelnde Praktikabilität des Parameters Fischto-

xizität für die Überwachung der Beschaffenheit des Abwassers aus Dampferzeugern zukünftig die

Bakterienleuchthemmung der alleinige in der täglichen Überwachungspraxis einzusetzende Test.

Für den Parameter Abfiltrierbare Stoffe wird bei Einleitungen in eine öffentliche Kanalisation eine

Emissionsbegrenzung von 150 mg/l festgelegt. Im Falle der Unbedenklichkeit (§ 32b Abs. 1 WRG

1959) ist auch eine höhere Emissionsbegrenzung zulässig.

Der Parameter Nitrit wird aus Anhang C eliminiert, da der Einsatz nitrithaltiger Verbindungen als

Korrosionsschutzmittel zukünftig verboten ist.



Die Emissionsbegrenzungen für den Parameter Summe der Kohlenwasserstoffe können auf

Grund der Erfahrungen aus der Anwendung der geltenden AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger

abgesenkt werden.

5.3 Regelung für Kleineinleitungen Im Anwendungsbereich der AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger gibt es eine große Anzahl von Kleineinleitungen. Eine Überwachung all dieser Kleineinleitungen mit dem konventionellen Instru-mentarium des WRG 1959 bzw. der Abwasseremissionsverordnungen würde einen sehr hohen Aufwand erfordern. Die Verordnung enthält daher für derartige Kleineinleitungen eine vereinfachte Überwachungsregelung in der Art, dass die Emissionsbegrenzungen der Anhänge A bis C als ein-gehalten gelten, wenn folgende Kriterien erfüllt sind: 1. der wasserrechtlichen Bewilligung liegt eine Abwassermenge von nicht größer als 0,1 Ku-

bikmeter pro Stunde bei Einleitung in ein Fließgewässer oder nicht größer als 0,2 Kubik-

meter pro Stunde bei Einleitung in eine öffentliche Kanalisation (jeweils bestimmt als a-

rithmetisches Mittel der Stundenabwassermengen eines Monates)

2. die in Betracht kommenden Maßnahmen nach Kap. 4 betreffend den Stand der Technik,

insbesonders betreffend den Anlagenbetrieb und den Einsatz von Arbeits- und Hilfs-

stoffen werden laufend beachtet

3. es werden regelmäßige und zeitlich durchgehende Aufzeichnungen betreffend

a) die abgeleiteten Abwassermengen

b) den Anlagenbetrieb, insbesonders die Arten und Mengen der eingesetzten Ar-

beits- und Hilfsstoffe

c) die extern entsorgten Abfälle

geführt, diese Aufzeichnungen werden zur jederzeitigen Einsichtnahme durch die Behör-

de bereitgehalten und in zweijährlichen Intervallen wird auf der Grundlage dieser Auf-

zeichnungen ein Bericht betreffend die Einhaltung der Festlegungen der Z 1 und 2 der

Behörde vorgelegt.



6 Umsetzung wasserbezogener EU - Richtlinien 6.1 RL 76/464/EWG Gemäß Richtlinie 76/464 EWG legt die EU Programme zur Vermeidung und Verminderung der Gewässerbelastung durch Stoffe der Liste I (Schwarze Liste) fest. Für Stoffe der Liste II (Graue Liste) legen die Mitgliedstaaten autonome Programme zur Verringerung der Gewässerbelastung fest; weiters legen die Mitgliedstaaten interimistisch für jene Stoffe der Liste I, für welche die EU noch keine Regelungen erlassen hat, autonome Regelungen fest. Für folgende Stoffe der Liste I nach Richtlinie 76/464/EWG wurden bereits Einzelregelungen erlas-sen, die für den Herkunftsbereich Kühlwasser von Bedeutung sind: RL 84/156/EWG betreffend Ableitung von Quecksilberverbindungen (hier als quecksilber-

haltige Biozide) RL 88/374/EWG betreffend die Ableitung von Chloroform aus der Kühlwasserchlorierung. In der AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger werden diese Vorgaben durch das Einleitungsverbot für anorganische Quecksilberverbindungen und metallorganische Verbindungen bzw. durch die Emisisonsbegrenzung für den Parameter AOX abgedeckt. Folgende Abwasserinhaltsstoffe fallen in den Regelungsbereich der Listen I und II der Richtlinie 76/464/EWG, die für den Herkunftsbereich von Bedeutung sind und für welche die Mitgliedstaaten Festlegungen zu treffen haben: Blei, Cadmium, Chrom, Kupfer, Molybdän, Nickel, Vanadium, Zink, Freies Chlor (Biozide), Ammo-nium, Hydrazin, Nitrit, Phosphor, AOX (halogenorganische Verbindungen) und Summe der Koh-lenwasserstoffe. Die Emissionsbegrenzungen der AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger stellen das nationale Pro-gramm zur Umsetzung der gemäß Art. 7 der RL 76/464/EWG geforderten Maßnahmen für den Be-reich Kühlsysteme und Dampferzeuger dar. 6.2 RL 96/61/EG (IPPC) Am 24. September 1996 veröffentlichte der Rat eine Richtlinie, wonach für bestimmte Typen und

Größen von Industrieanlagen ein integriertes Bewilligungsverfahren durchzuführen ist, bei wel-




chem integrierte Maßnahmen zum Schutz aller Umweltkompartimente auf der Basis des Standes

der Technik (BAT) vorzusehen sind.

In Anhang I der Richtlinie sind jene industriellen Tätigkeiten genannt, die einer derartigen integ-

rierten Beurteilung zu unterziehen sind. Für diese Tätigkeiten wird nach Art. 16 Abs. 2 der RL ein

Informationaustausch betreffend den Stand der Technik für Errichtung und Betrieb durchgeführt.

Das Ergebnis des Informationsaustausches wird als BREF (BAT – Reference Document) veröf-

fentlicht.

Bei nahezu allen Tätigkeiten nach Anhang I der RL kommen Kühlsysteme zum Einsatz. Im Hin-

blick auf dieses Faktum werden die Fragen des Standes der Technik bei Bau und Betrieb von

Kühlsystemen seitens der EU in einem eigenen “horizontalen” BAT – Dokument (BREF Cooling

Systems) behandelt. Ein derartiges Dokument wurde 2001 fertiggestellt. Die Ergebnisse der Arbeit

an diesem horizontalen BREF sind in die Neufassung der AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger

eingeflossen.

Bezüglich der Dampferzeugung gilt das gleiche wie für die Kühlsysteme. Dampferzeuger (Kessel-

anlagen), deren Feuerungswärmeleistung eine Größe von 50 MW übersteigt, werden in Anhang I

der Richtlinie gesondert genannt (Z 1.1 Energiewirtschaft); für sie wird ein gesondertes BREF er-

stellt (BREF Large Combustion Plants).

7 Fristen

Die AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger wurde mit BGBl. II Nr. 266/2003 am 27. Mai 2003

kundgemacht und tritt ein Jahr nach dem Tag der Kundmachung in Kraft. Gleichzeitig tritt BGBl.

Nr. 1072/1994 außer Kraft. Bei Inkrafttreten des BGBl. II Nr. 266/2003 bestehende Einleitungen,

die nach dem 30. Dezember 1995 erstmalig wasserrechtlich bewilligt wurden und die den Anforde-

rungen der neuen AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger nicht entsprechen, sind innerhalb von

zwei Jahren an die Emissionsbegrenzungen des BGBl. II Nr. 266/2003 anzupassen.

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Techn. Anleitung AEV Kühlsysteme und Dampferzeuger

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