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Entwicklungsszenarien in der Siedlungs­wasser­wirtschaft

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Mobile TOC-Messstation zur Prozessoptimierung

20.02.2020

Projektstart “Lake Victoria Basin Integrated Water Resources Management”

In Beisein des Generalsekretärs der East African Community (EAC), Liberat Mfumukeko,  wurde am 14. Februar 2020 in Kisumu, Kenia, der Startschuss für ein integriertes Ressourcenschutzprogramm im Einzugsgebiet des Victoriasees gegeben. Das von der Lake Victoria Basin Commission (LVBC) koordinierte Vorhaben wird durch das Bundesministerium für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung, BMZ, und die EU gefördert.

Ein Joint Venture der Firmen Consulting Engineers Salzgitter (CES), AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner sowie MIBP Consulting Engineers als Project Implementation Consultant (PIC) wurde mit der Umsetzung von Los 2 dieses Programms beauftragt. AKUT übernimmt in diesem Rahmen federführend die Betreuung des High Priority Investements HPI „Kampala Nakivubo Channel“. Auftragsverantwortlich ist die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW).

Die Erwartungen an das multisektorale Projekt mit einem Gesamt-Volumen von 31,9 Millionen EUR (Laufzeit bis Februar 2023) sind hoch, weil die Entwicklung des Lake Victoria, des zweitgrößten Süßwasserreservoirs der Welt, in Hinblick auf Wasserqualität, Biodiversität und Klimawandelfolgen höchst alarmierend ist. Die Ansiedlung des Projekts unter dem Dach der multilateralen EAC stützt die regionale Kooperation in der Region. Das Programm strebt durch die Entwicklung einer „Wasserrahmenrichtlinie“ – hier dem Europäischen Ansatz folgend – eine Umkehr der zuletzt negativen Entwicklung und stattdessen „signifikante Verbesserungen“ der Wasserqualität an. Mehr als 45 Millionen Menschen werden davon profitieren. Dazu sollen neue Regulierungs-Standards bezüglich Einleitungsparametern entwickelt werden. In vier „High Priority Investment Projects“ HPI in Kisumu (Kenia), Kampala (Uganda), Mwanza (Tansania) und Kigali (Rwanda) sind konkrete Maßnahmen vorgesehen, die eine beträchtliche Reduktion von zufließenden CSB-, Nährstoff- und Schadstoff-Frachten in den See versprechen. Ein Ziel ist dabei auch, neue standortspezifische Lösungen/ Technologien modellhaft zu entwickeln, die mittelfristig an weiteren Standorten im Einzugsgebiet des Lake Victoria umsetzbar sind.

AKUT wird schwerpunktmäßig Maßnahmen rund um den Nakivubo Channel, der größte Einleiter aus der Metropolregion Kampala in die Inner Murchison Bay des Victoriasees, planen und umsetzen. In diesem Zusammenhang steht zunächst die Prüfung und Aktualisierung einer Machbarkeitsstudie zur Errichtung eines Pflanzenfilters (Constructed Wetland) zur Behandlung von 45,000 m³/Tag (sowohl Kanalwasser als auch Kläranlagen-Klarlauf) an. Dabei werden auch andere Varianten und Verfahrenskombinationen geprüft, um im nächsten Schritt ausgewählte Lösungen umzusetzen.

Im Februar 2020 hat AKUT eine neue Außenstelle in Kampala, Uganda, eröffnet. AKUT ist seit 2005 mit unterschiedlichen Projekten in Ost- und Südafrika durchgehend präsent. Mit dem Büro in Kampala hat AKUT nun erstmals eine eigenständige Präsenz auf dem afrikanischen Kontinent. Dies steht in Zusammenhang mit einer Erweiterung der Aktivitäten im Raum Ostafrika – die langjährigen Erfahrungen bei der Beratung von Wasser- und Abwasserverbänden werden auch in Ostafrika vermehrt nachgefragt.

Die Expertise von AKUT liegt dabei in der Entwicklung lokal angepasster technologischer Konzepte (Pflanzenkläranlagen, Retentionsbodenfilter, Kleinkläranlagen, Klärteiche, SBR, neuartige Sanitärsysteme NASS / ECOSAN, Wasserverlustreduktion, Maßnahmen zur Oberflächengewässersanierung, Renaturierung, Biogasanlagen, Erneuerbare Energien, landwirtschaftliche Bewässerung, multisektorale Nexus-Programme) als auch in der institutionellen Beratung (Entwicklungszusammenarbeit, SDG-Erreichung, Beratung zu Wassertarifsystemen, Capacity Building, Unterstützung in der Organisationsentwicklung, soziales Umfeldmanagement etc.). Dabei agiert AKUT vernetzt mit internationalen und lokalen Partnern.

Auf der diesjährigen AfWA ICE 2020 (African Water Association International Congress and Exhibition) vom 24.-27. Februar in Kampala ist AKUT auf dem Gemeinschaftsstand der German Water Partnership (GWP) in Halle 1, B7-B8 & C14-C15 zu finden. Wir freuen uns auf Ihren Besuch.

Kontakt: Romas Radtke

Pressemitteilung: Program Launch 02/14/2020

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Retentionsbodenfilter für urbane Gewässer in China

01.02.2020

Mobile TOC-Messstation zur Prozessoptimierung

Entwicklung einer Abwasserweiche zur Energieeffizienten Selektiven Teilstrombehandlung von hochkonzentrierten Abwässern (ESTA) auf kommunalen Kläranlagen

Der Forschungsverbund ESTA ist ein Zusammenschluss von AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner, der Technischen Universität Berlin, FG Siedlungswasserwirtschaft sowie LAR Process Analysers AG. Ziel war die Entwicklung einer intelligenten Abwasserweiche im Zulauf kommunaler Kläranlagen zur Abtrennung von hochbelasteten Zuflüssen und energetischer Verwertung mittels anaerober Behandlung. Das Verbundprojekt „ESTA (FKZ 02WQ1382A-C)“ wurde vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderinitiative KMU-innovativ gefördert.
Im Ergebnis konnten Zulaufspitzen identifiziert und hinsichtlich Höhe und Häufigkeit mit einer zeitlichen Auflösung von 6 Minuten ausgewertet und zur Ansteuerung der Abwasserweiche genutzt werden.
Ein erfolgreicher Betrieb der Abwasserweiche und des anaeroben Testreaktors war trotz der geringen Spitzen-Konzentrationen und der geringen Zahl der Stoßbelastungen auf der untersuchten Kläranlage in Kombination mit Überschussschlamm möglich. Die Simulation der Kläranlage ergab, dass trotz Entnahme der hochbelasteten Abwasserfraktion und Veränderung des C:N-Verhältnisses bei den hier zugrundeliegenden Voraussetzungen (insbesondere die geringen Ammoniumzulaufwerte) die gesetzlichen Überwachungswerte eingehalten werden können. Ein maximaler elektrischer Eigenversorgungsgrad von 75 % konnte erreicht werden.
Zentraler Bestandteil des Projekts war der Aufbau und Betrieb einer Versuchsanlage am Standort der Kläranlage Baruth (Brandenburg), die in Abstimmung der Projektpartner TU Berlin und AKUT geplant und installiert wurde. Für die Entwicklung einer angepassten Online-Analysetechnik war der Projektpartner LAR schwerpunktmäßig zuständig. Projektbeginn war der 01.10.2016, das Projektende der 31.03.2019.
Mit Hilfe der TOC-Online Analysetechnik wurde ein Mechanismus angesteuert, der ab einer einstellbaren Schwellenkonzentration Zulaufwasser der Kläranlage einem anaeroben Reaktor zuleitet. Sowohl die analysierten Zulaufkonzentrationen, die dem Reaktor zugeleiteten Volumenströme und Frachten als auch das im Reaktor produzierte Biogas wurden ausgewertet.
Durch die Umsetzung der TOC-Online-Analysetechnik auf einen Messanhänger steht die Messeinrichtung nunmehr auch für den mobilen Einsatz zur Verfügung. Messkampagnen auf anderen Kläranlagen und an zwei Industriestandorten belegen die Einsatzfähigkeit. Die Grundbelastung konnte eindeutig bestimmt und die Zulaufspitzen hinsichtlich Höhe und Häufigkeit ausgewertet werden.
Bei der ökonomischen Betrachtung konnten konkrete Hinweise erarbeitet werden, ab welcher Konzentration und Volumen einer Stoßbelastung es sinnvoll ist, weitergehende Schritte hinsichtlich des Konzepts einer Abwasserweiche, auch in Zusammenhang mit der generellen Umstellung des Kläranlagenprozesses auf getrennte anaerobe Schlammbehandlung, einzuleiten.
„Obwohl die untersuchte Kläranlage Baruth mit den ausgewerteten Stoßbelastungen unter den ermittelten Schwellenwerten liegt und hier eine weitergehende Untersuchung nicht sinnvoll erscheinen, zeigen die Ergebnisse der anderen untersuchten Standorte durchaus Potential“ erklärt Projektkoordinator Dipl. Ing. Thilo Burkard (AKUT).
Die beteiligten Projektpartner sind dementsprechend optimistisch, dass das neue Konzept für Neubau und Umrüstung von Kläranlagen Anwendung finden kann. Geplant ist daher eine Messkampagne mit der mobilen Messeinrichtung auf weiteren Kläranlagen.

Kontakt und Rückfragen: Thilo Burkard

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Erneut - Globaler Klimastreik am 29. November

01.01.2020

Retentionsbodenfilter für urbane Gewässer in China

Tausende Kanäle durchziehen die Städte in China. In den flachen Mündungsgebieten der großen Flüsse dienten sie traditionell als mit Kähnen befahrbare Verkehrswege. Mit der schnellen und extrem dichten Bebauung wurde die Ableitung von Wasser immer wichtiger. Doch damit ging eine immer größer werdende Verschmutzung einher. Hydraulisch überlastete Schmutzwasserkanäle und hohe Stoffbelastungen im Niederschlagsabfluss führen heute zu einer übermäßigen Belastung der Oberflächengewässer. Dies wirkt sich schlecht auf deren Sauerstoffhaushalt aus, was insbesondere in der warmen Jahreszeit zu schwerwiegenden Geruchsbelästigungen führt.

Seitdem die Regierung die Sanierung dieser Gewässer zu einer zentralen Aufgabe für alle Kommunen erklärt hat, wurden viele Technologien erprobt. In den meisten Fällen blieb der Erfolg jedoch aus. Offensichtlich war das Problem nicht allein mit internen Maßnahmen in den Gewässern zu lösen. In zwei Fällen kamen nun Retentionsbodenfilter zum Zuge, die dafür geeignet sind, kurzfristig hohe hydraulische Belastungen aus der Misch- und Regenwasser­kanalisation aufzunehmen und so vor dem Überlauf in den Kanal zu behandeln.

Im Rahmen des vom BMBF geförderten Verbundprojektes KEYS mit dem Titel „Vorreitertechnologien für eine nachhaltige Bewirtschaftung städtischer Wassereinzugs­gebiete als Schlüsselfaktor zur erfolgreichen Umsetzung des „Schwammstadt“-Konzeptes“ soll die Wirkung dieser Anlagen demonstriert und begleitend untersucht werden. Retentions­boden­filter wurden in Deutschland entwickelt und stellen hierzulande die Schlüsseltechnologie sowohl für eine zentrale als auch dezentrale Behandlung von Regenwasser- und Mischwasser­überläufen dar.

Die Ingenieure von AKUT, die schon seit 10 Jahren in China beratend tätig sind, sind sich bewusst, dass deutsche Technologie im Ausland nicht immer eins zu eins zu übertragen ist. Insbesondere fehlen dort vielfach die Datengrundlagen für eine optimale Bemessung. In Zusammenarbeit mit den Projektpartnern werden nun die Voraus­setz­ungen geschaffen. Bei unserem Besuch im Dezember 2019 wurden die Probenahmeorte für die geplanten Messkam­pagnen in 2020 begutachtet und Betriebsdaten beschafft. Die Installation von online-Sonden und Regenschreiber wurde vorbereitet.

Die beiden Demonstrationsstandorte mit jeweils 3 000 m² Retentions­filterfläche befinden sich in Suzhou in der Provinz Jiangsu. Während der erste Retentionsbodenfilter am Zhujing Channel bereits seit 2018 in Betrieb ist, wurde der zweite Filter am Hongshuanglou Channel erst im Winter 2019 vollendet.

Im Gegensatz zu den eher wasserreichen Regionen sollen diese Bodenfilter auch in ariden Klimazonen wie in Peking zum Einsatz kommen. Für diesen Zweck wird eine multifunktio­nelle Nutzung der Bodenfilter erprobt. D.h. im Trocken­wetterfall soll die zur Verfügung stehende Filterfläche zur direkten Behandlung des Oberflächenge­wässers eingesetzt werden. Dies schützt die Pflanzenfilter vor dem Austrocknen und führt gleichzeitig zu einem erhöhten Reinigungseffekt.

Das Verbundvorhaben wird vom Institut für Siedlungswasserwirtschaft der Leibniz Universität Hannover (ISAH) geleitet und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung im Rahmen der Fördermaßnahme „CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige Innovationen“ für 3 Jahre gefördert.

Foto: Till Ermisch (AKUT) befragt Ying ZHANG von der Suzhou DeHua Eco Technology Ltd. zu den Einleitstellen am restaurierten Hongshuanglou Channel.

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