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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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