Die Abwassereinleitung bei Verdunstungskühlanlagen ist ein komplexes Zusammenspiel aus technischer Notwendigkeit und rechtlichen Vorgaben. Wer seine Anlage betreibt, muss regelmäßig absalzen – und dieses Absalzwasser unterliegt strengen Einleitgrenzwerten der Abwasserverordnung (BbwV), sofern das Abwasser direkt eingeleitet wird.
Bei Indirekteinleitung in einen Abwasserkanal sind ggf. die Ortssatzungen zu berücksichtigen.
Besonders kritisch: Biozide dürfen nur nach Stoßbehandlung ins Abwasser gelangen, davon ausgenommen sind theoretisch nach AbwV Wasserstoffperoxid oder Ozon. Jedoch Achtung: H2O2 ist seit 2023 nicht mehr als PT 11, also als Biozid für Kühlzwecke zugelassen nach der BiozidV. Schwermetalle wie Chrom und Quecksilber sind nach AbwV komplett verboten. Bei der Desinfektion können unerwünscht AOX-Verbindungen entstehen.
Die gute Nachricht: Kleinanlagen unter 10 m³ Abwasser pro Woche sind von den Anforderungen ausgenommen. Dennoch gilt für alle anderen: Die Wahl der Betriebschemikalien und die Fahrweise der Anlage müssen die abwasserrechtlichen Vorgaben von Anhang 31 der AbwV zwingend berücksichtigen.
Phase 1: Ausgangszustand
Frisches Kühlwasser
Niedrige Salzkonzentration
Phase 2: Nach Verdunstung
Eingedicktes Kühlwasser
Hohe Salzkonzentration
Phase 3: Kritischer Zustand
Übersättigung
Ablagerungsgefahr!
Inhalt dieses Beitrags
Checkliste: Das Wichtigste zur Abwassereinleitung auf einen Blick
- Anhang 31 der Abwasserverordnung definiert verbindliche Grenzwerte für Abwasser aus Kühlkreisläufen.
- Kontinuierliches Absalzen ist technisch notwendig
- CSB-Grenzwert: 40 mg/l (80 mg/l nach Durchführung einer Reinigung mit Dispegatoren)
- Biozide nur nach Stoßbehandlung – Absalzung während Dosierung verriegeln
- AOX-Grenzwert: 0,15 mg/l (kritisch bei chlor- und bromhaltigen Desinfektionsmitteln)
- Chrom-, Quecksilber- und metallorganische Verbindungen sind verboten
- Zink-Grenzwert für sonstige Kühlkreisläufe: 4 mg/l vor Vermischung
Warum ist Absalzen im Betrieb der Anlagen nötig?
Verhinderung von Ablagerungen
Verdunstungskühlanlagen arbeiten als offene Systeme, sodass ein Teil des Wassers verdunstet. Die gelösten Salze und anderen Inhaltsstoffe bleiben zurück und konzentrieren sich kontinuierlich im Kreislaufwasser auf. Dieser Vorgang heißt Eindickung. Irgendwann überschreitet die Konzentration von Salzen die Löslichkeitsgrenzen. Ohne Gegenmaßnahmen besteht das Risiko von Abscheidungen und Ablagerungsneigung.
Die Folge: hartnäckige Ablagerungen (Scaling), die Wärmeübertrager blockieren und die Kühlleistung drastisch reduzieren.
Kontrolle der Wasserqualität
Um die Konzentration auf einem kontrollierbaren Niveau zu halten, muss kontinuierlich ein Teil des eingedickten Kreislaufwassers abgelassen werden. Diese Absalzung oder Abschlämmung läuft in der Praxis meist automatisiert ab. Die Regelgröße ist dabei typischerweise die elektrische Leitfähigkeit des Kühlwassers. Sie gibt Auskunft darüber, wie stark sich die Inhaltsstoffe bereits aufkonzentriert haben. Das abgelassene Abwasser muss die Anforderungen des Anhangs 31 erfüllen.
Vermeidung von Korrosion
Eine höhere Eindickungszahl (EZ) senkt zwar theoretisch den Wasserbedarf, doch ab einer EZ von etwa 4 ist das Verhältnis nicht mehr wirtschaftlich. Die geringen Einsparungen stehen dann in keinem Verhältnis mehr zu den negativen Auswirkungen: erhöhte Korrosionsgefahr, verstärkte Ablagerungsneigung und begünstigtes biologisches Wachstum. Wer zu stark eindickt, riskiert Materialschäden und teure Reparaturen. Das kontrollierte Absalzen schützt die Anlage und hält die Wasserchemie im optimalen Bereich.
Praxis-Exkurs: Anforderungen an die Abwassereinleitung
Rechtlicher Rahmen: Abgrenzung zwischen Luftreinhaltung und Gewässerschutz
Die Richtlinie VDI 2047 Blatt 2 (VDI 2047-2) gilt nicht für die Einleitung von Abwasser aus Verdunstungskühlanlagen. Die Hauptaufgaben der 42. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsgesetzes (42. BImSchV) und der VDI 2047 liegen primär auf der Vorsorge gegen schädliche Umwelteinwirkungen durch Luftverunreinigungen – insbesondere die Freisetzung mikroorganismenhaltiger Aerosole, die Legionellen verbreiten können.
Für die Abwassereinleitung einer Verdunstungskühlanlage sind stattdessen andere gesetzliche Vorgaben maßgeblich. Dies betrifft sowohl die kontinuierliche Absalzung im laufenden Betrieb als auch das Entleeren der Anlagen. Die Verordnung über Anforderungen an das Einleiten von Abwasser in Gewässer (AbwV) ist in diesem Zusammenhang die relevante Rechtsgrundlage.
AbwV – Verordnung und Einleitgenehmigung
Maßgeblich für die Abwassereinleitung ist die Abwasserverordnung (AbwV), konkret deren Anhang 31 (Wasseraufbereitung, Kühlsysteme, Dampferzeugung). Dieser Anhang gilt für Abwasser, dessen Schadstofffracht im Wesentlichen aus Kühlsystemen zur indirekten Kühlung von industriellen und gewerblichen Prozessen stammt.
Ausgenommen sind lediglich Anlagen, deren Abwassereinleitung weniger als 10 m³ pro Woche beträgt. Die Einhaltung der abwasserrechtlichen Vorgaben ist bereits bei der Auswahl von Betriebschemikalien und der Auslegung der Fahrweise ein wesentliches Kriterium.
Einleitgrenzwerte für das Abwasser
Anhang 31 der AbwV schreibt Grenzwerte fest für das Abwasser aus der Abflutung von Kühlsystemen. Für Verdunstungskühlanlagen industrieller oder gewerblicher Prozesse, hier als „sonstige Kühlkreisläufe“ bezeichnet, gelten folgende Grenzwerte in der Stichprobe:
- Chemischer Sauerstoffbedarf (CSB): 80 mg/ l nach Durchführung einer Reinigung mit Dispergatoren
- Phosphor, gesamt: 3 mg/l: Bei Einsatz ausschließlich zinkfreier Kühlwasserkonditionierungsmittel: bei 4 mg/l, bei Einsatz zinkfreier Konditionierungsmittel mit nur anorganischen Phosphorverbindungen bei 5 mg/l.
- Zink: 4 mg/l
- AOX: 0,15 mg/l. Jedoch nach Durchführung einer Stoßbehandlung mit Biozid: 0,5 mg/l, es sei denn Prozess wird ausschließlich mit Frischwasser gekühlt (Ablaufkühlung): es bleibt bei 0,15 mg/l.
- ClO2, angegeben als Chlor: Nur relevant nach Durchführung einer Stoßbehandlung mit Biozid: 0,3 mg/l, es sei denn Prozess wird ausschließlich mit Frischwasser gekühlt (Ablaufkühlung): 0,2 mg/l.
- Giftigkeit gegenüber Leuchtbakterien (GL): Nur relevant nach Durchführung einer Stoßbehandlung mit Biozid: 12.
Schwermetalle und verbotene Stoffe
Die Einleitung von Schwermetallen aus Kühlsystemen ist streng reglementiert. Das Abwasser darf bestimmte Stoffe und Stoffgruppen, die aus dem Einsatz von Betriebs- und Hilfsstoffen stammen, grundsätzlich nicht enthalten:
- Chrom- und Quecksilberverbindungen
- Metallorganische Verbindungen (mit Metall-Kohlenstoff-Bindung) und Mercaptobenzthiazol
- Zinkverbindungen aus Kühlwasserkonditionierungsmitteln in der Abflutung von Hauptkühlkreisläufen in Kraftwerken
Obwohl Zinkverbindungen in Hauptkühlkreisläufen von Kraftwerken verboten sind, gilt für sonstige Kühlkreisläufe der bereits genannte Grenzwert von 4 mg/l vor Vermischung. Die Metallionenkonzentration ist generell ein relevanter Überwachungsparameter für das Abwasser gemäß Anhang 31 der AbwV.
Biozide und ihre strikte Regulierung
Biozide können in Verdunstungskühlanlagen eingesetzt werden, um Mikroorganismen wie Legionellen zu bekämpfen. Der Einsatz dient der hygienischen Sicherheit. Diese Chemikalien zur Kühlwasserbehandlung – ob Biozide oder Scaling-Inhibitoren sind im Allgemeinen Gefahrstoffe , die direkt oder deren Abbau- und Reaktionsprodukte ins Abwasser gelangen können.
Anhang 31 der AbwV legt daher fest: Mikrobizide Wirkstoffe dürfen in Abwässern aus der Abflutung von Kühlkreisläufen nur nach Durchführung einer Stoßbehandlung enthalten sein. Ausgenommen ist ausschließlich der Einsatz von Wasserstoffperoxid oder Ozon, die kontinuierlich dosiert werden dürfen.
Bei dem Einsatz von Bioziden ist unbedingt darauf zu achten, dass diese eine gültige Zulassung nach BiozidV als PT 11 haben. So ist beispielsweise die zeitliche Befristung für H2O2 seit 2023 abgelaufen.
Um die Wirksamkeit der Stoßbehandlung sicherzustellen und die Einhaltung der Abwasserverordnung zu gewährleisten, muss die Absalzung während der Stoßdosierung und für eine Nachlaufzeit verriegelt werden. Dies garantiert eine ausreichende Einwirkzeit und minimiert den vorzeitigen Verlust des Wirkstoffs ins Abwasser.
Für das Abwasser aus der Abflutung sonstiger Kühlkreisläufe nach Durchführung einer Stoßbehandlung gelten am Ort des Anfalls folgende Anforderungen in der Stichprobe:
- Chlordioxid und andere Oxidantien (angegeben als Chlor): 0,3 mg/l, es sei denn, der Prozess wird ausschließlich mit Frischwasser gekühlt (Ablaufkühlung): 0,2 mg/ l.
- Giftigkeit gegenüber Leuchtbakterien (GL): maximal 12
Der Grenzwert für die Giftigkeit gegenüber Leuchtbakterien gilt auch dann als eingehalten, wenn die Abflutung so lange gesperrt bleibt, bis ein GL-Wert von 12 oder kleiner erreicht ist. Dies muss entsprechend den Herstellerangaben über Einsatzkonzentration und Abbauverhalten im Betriebstagebuch nachgewiesen werden.
Adsorbierbare organisch gebundene Halogene (AOX)
AOX sind adsorbierbare organisch gebundene Halogene – konkret Chlor, Brom und Iod. Der AOX gilt als wichtiger Abwasserparameter, da er auf als unerwünschte Nebenprodukte bei Einsatz von chlor- bzw. bromhaltigen Bioziden hinweist. Für die Abflutung sind folgende Grenzwerte in der Stichprobe festgelegt: 0,15 mg/ l ohne Biozideinsatz. Jedoch nach Durchführung einer Stoßbehandlung mit Biozid: 0,5 mg/ l, es sei denn, der Prozess wird ausschließlich mit Frischwasser gekühlt (Ablaufkühlung): es bleibt bei 0,15 mg/ l.
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Absalzung ist das kontrollierte Ablassen von aufkonzentriertem Kühlwasser, um die Salzkonzentration im System zu begrenzen. Da bei der Verdunstung nur reines Wasser entweicht, reichern sich Salze und Mineralien im Kreislaufwasser an. Ohne regelmäßige Absalzung drohen Ablagerungen, Korrosion und Anlagenschäden.
Anhang 31 der Abwasserverordnung definiert folgende Hauptgrenzwerte:
CSB: 40 mg/l (80 mg/l nach Reinigung mit Dispergatoren)
Phosphor gesamt: 3 mg/l (bis 5 mg/l bei zinkfreien Mitteln und nur anorganischem Phosphor)
Zink: 4 mg/l
AOX: 0,5 mg/l
Chrom- und Quecksilberverbindungen: verboten
Nein. Die VDI 2047 Blatt 2 und die 42. BImSchV regeln primär die Luftreinhaltung und Legionellenprävention. Für die Abwassereinleitung von Verdunstungskühlanlagen ist ausschließlich die Abwasserverordnung (AbwV) Anhang 31 maßgeblich.
Ja, aber nur nach Stoßbehandlung. Mikrobizide Wirkstoffe dürfen in Abwässern aus Kühlkreisläufen nur nach Durchführung einer Stoßbehandlung enthalten sein. Ausnahme: Wasserstoffperoxid und Ozon dürfen kontinuierlich dosiert werden. Die Absalzung muss während der Stoßdosierung und für eine Nachlaufzeit verriegelt werden.
Anlagen mit weniger als 10 m³ Abwassereinleitung pro Woche sind von den Anforderungen des Anhangs 31 ausgenommen. Darüber hinaus benötigen Sie eine Genehmigung durch die zuständige Wasserbehörde (Direkteinleitung ins Gewässer) oder die Indirekteinleitungsgenehmigung (Einleitung in öffentliche Kanalisation).
Indirekteinleiter leiten Abwasser in die kommunale Kanalisation, wo es in der Kläranlage behandelt wird. Direkteinleiter leiten gereinigtes Abwasser direkt in ein Gewässer (Bach, Fluss, See).
Der CSB gibt die Menge an Sauerstoff (in mg/l) an, die zur Oxidation aller oxidierbaren Stoffe im Wasser benötigt würde. Er misst sowohl biologisch abbaubare als auch nicht abbaubare organische Stoffe und ist ein wichtiger Kennwert für die Abwasserbelastung.
Die Eindickungszahl zeigt, wie stark sich Mineralstoffe durch Verdunstung im Kühlwasser aufkonzentriert haben. Sie ist das Verhältnis zwischen Salzen im Kühlwasser und im Zusatzwasser. Optimal sind Werte zwischen 2 und 4.
Dispergatoren sind chemische Stoffe, z.B. Tenside, die dafür sorgen, dass nicht mischbare Stoffe wie Oel, Schmutz und Wasser suspendieren und sich somit schlecht im System ablagern. Speziell in Kühlsystemen können Dispergatoren auch dafür sorgen, dass Biofilme / organische Beläge von den Wandungen abgelöst werden und somit mit der fließenden Welle leichter abgeschlämmt / abgeflutet werden.
Im Kontext der AbwV werden auch Scaling-Inhibitoren als Dispergatoren bezeichnet.
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