Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In einem Langzeitversuch soll unter Praxisbedingungen Abwasser aus der Textilveredlung in einer Abwasserreinigungsanlage, bestehend aus einer biologischen Reinigungsstufe und einer Crossflow-Mikrofiltration, gereinigt und als Brauchwasser wieder in die Prozesse zur Textilveredlung zur\u00fcckgef\u00fchrt werden. Ziel ist es, das bisher dem Grundwasser entnommene und f\u00fcr die Prozesse und zum K\u00fchlen verwendete Prozesswasser weitgehend durch gereinigtes Abwasser zu ersetzen (Wasserkreislauf) und in einer \u00f6kologischen und \u00f6konomischen Bilanzierung zu bewerten.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie f\u00fcr die Praxisversuche vorgesehene Pilotanlage wird in ihrer Kapazit\u00e4t auf die vorgesehenen F\u00e4rbeprozesse und -anlagen eingerichtet. Vorgesehen ist eine Bewuchstr\u00e4gerbiologie mit anschlie\u00dfender Mikrofiltrationsanlage. Das Retentat wird wieder in die Biologie zur\u00fcckgef\u00fchrt. Das Filtrat wird als gereinigtes Abwasser in die Textilveredlungsprozesse weitergeleitet.
\nGeplant ist ein einj\u00e4hriger kontinuierlicher Pilotbetrieb. Damit sollen saisonale Schwankungen in der Textilproduktion sowie jahreszeitliche Einfl\u00fcsse Ber\u00fccksichtigung finden und die Bedingungen f\u00fcr eine automatische und wartungsfreundliche Betriebsweise der Kleinkl\u00e4rwerkstechnik mit online-Kontroll- und Steuertechnik untersucht werden. Das Untersuchungsprogramm umfasst eine Abwasser- und Prozesswasseranalytik, Laboruntersuchungen und Simulationen zur Verwendung von gereinigtem Abwasser, das bestimmte Schadstoffanteile und Salze enth\u00e4lt, in empfindlichen F\u00e4rbe- und Veredlungsprozessen. \u00c4nderungen in Verfahrensablauf und Prozessf\u00fchrung werden im Rahmen eines Qualit\u00e4tsmanagements erfasst. Die in den Praxisversuchen eingesetzten Textilien werden zu typischen, m\u00f6glicherweise ge\u00e4nderten Qualit\u00e4tsmerkmalen beurteilt.
\nAbschlie\u00dfend wird eine \u00f6kologische und \u00f6konomische Wertung der Ergebnisse vorgenommen, die eine Darstellung der M\u00f6glichkeiten und Grenzen einer breiten Anwendung dieses Konzeptes enthalten soll.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Versuchsanlage wurde ein Jahr unter realistischen Bedingungen betrieben. Das Abwasser bestand zu mehr als 95% aus Abwasser aus der Textilveredlungsproduktion. Der Anteil an Sanit\u00e4rabwasser lag bei 1%. Das Abwasser hatte folgende Beschaffenheit: meist stark farbig, mittlerer Geruch (nach Tensi-den), CSB: durchschnittlich 650 mg\/L, : durchschnittlich 220 mg \/l, CSB\/BSB-Verh\u00e4ltnis: 3:1 bis 5:1, pH-Bereich: 6,3 bis 13,5, Leitf\u00e4higkeit: durchschnittlich 2,8 mS\/cm, Temperatur: 10 bis 36,6\u00b0C. Die Belastung der Anlage wurde schrittweise von anf\u00e4nglich 1,2 \/h (18,7 kg CSB\/d) auf 3,6 \/h (56,2 kg CSB\/d) gesteigert. Der biologische Teil der Abwasserreinigungsanlage bestand aus einer dreistufigen Scheibentauchk\u00f6rperanlage mit nachgeschalteter Sedimentation (Dortmundtrichter). Die effektiven Bewuchstr\u00e4gerfl\u00e4chen waren 1.200 in der ersten und je 600 in der zweiten und dritten Stufe. \u00dcberschussschlamm sowie sedimentierbare Stoffe wurden in der Nachkl\u00e4rung abgetrennt. Die anfangs insbesondere bei Produktionsstillst\u00e4nden, beispielsweise am Wochenende eingerichtete Schlammr\u00fcckf\u00fchrung (innerer Kreislauf) erwies sich als ungeeignet, um die Leistung der biologischen Stufe aufrecht zu erhalten. Witterungsbedingt musste die komplette Pilotanlage zweimal vollst\u00e4ndig entleert und stillgelegt werden. Auch nach l\u00e4ngeren Unterbrechungen konnte bei erneutem Feedeinfluss zur biologischen Reinigungsstufe keine Abnahme in der Leistung gegen\u00fcber dem kontinuierlichen Betrieb festgestellt werden.
\nDie biologische Abwasserreinigungsanlage f\u00fchrte unabh\u00e4ngig von den Produktionsschwankungen stabil zu einem vollst\u00e4ndigen Abbau, mit Ablaufwerten unter 10 mg\/L. Auch bei einem CSB\/ -Verh\u00e4ltnis von 3,5:1 konnte ein nicht erwarteter CSB-Abbau von 70% erzielt werden.
\nMehrmals kam es zur Einleitung von stark alkalischen Abw\u00e4ssern in die Kaskaden der Scheibentauchk\u00f6rperanlage. In einer Extremsituation lag der pH drei Tage kontinuierlich \u00fcber pH 11, mit Spitzenwerten bis pH 13,8. Es kam zu vermehrtem Schlammabtrieb. Es blieb jedoch gen\u00fcgend Biomasse erhalten, die einen Weiterbetrieb ohne nennenswerte Einschr\u00e4nkung der Leistung zulie\u00df. \u00dcbersch\u00fcssige Biomasse wird als \u00dcberschussschlamm (\u00dcS) durch Sedimentation abgetrennt. Bei einer Zulaufmenge von 2 \/h Feed wurden im Mittel 125 g \u00dcberschussschlamm pro Abwasser gebildet, entsprechend 0,21 bzw. 0,27 kg \u00dcS\/kg ? CSB. Der Betrieb der biologischen Stufe war wartungsarm. Kontroll- und Steuerma\u00dfnahmen sind nicht erforderlich und daher auch nicht vorgesehen. Mit 0,18 kWh\/ und 0,29 kg TS\/kg DCSB handelt es sich um eine energetisch g\u00fcnstige biologische Stufe zur CSB-Elimination bei geringem Schlammanfall.
\nNach der Sedimentation folgt die Mikrofiltration als n\u00e4chste Reinigungsstufe. Die vorgeschaltete Sedimentation des \u00dcberschussschlammes erwies sich als brauchbare Entlastung f\u00fcr die Membranfiltration. Im Cross-Flow-Verfahren wurden zur Mikrofiltration des Abwassers unterschiedliche Membranen modulartig eingesetzt.
\nDie zun\u00e4chst eingesetzten Rohrmembranen (PP 0,2 \u00b5m) mit einer Filterfl\u00e4che von insgesamt 8 waren bez\u00fcglich der Aufgaben Abwasserfiltration und Schlammaufkonzentrierung flexibler einzusetzen. Die Leistung betrug durchschnittlich 30-40 l\/ . Die beiden Module konnten hintereinander geschaltet werden.
\nDer Raumanspruch, der mit den Kapillarmodulen verbunden ist, f\u00e4llt wesentlich g\u00fcnstiger aus (ca. 60% weniger). Jedoch erwies sich die Hintereinanderschaltung von zwei (und mehr) Modulen dann als ausgesprochen nachteilig, wenn sich Biomasse an den Kapillaren ansammelte und bei der R\u00fccksp\u00fclung vor die Stirnseite des nachfolgenden Moduls geschwemmt wurde. Dort wurde die Biomasse wie an einem Filtersieb festgehalten, was sich in einer Behinderung der Durchstr\u00f6mung und in einem Leistungsabfall von anfangs 38 l\/ auf 22 l\/ (PP-Kapillarmembranen, 0,2 \u00b5m, 10 Modul) bemerkbar machte. H\u00e4ufige alkalische Zwischenreinigungen konnten dieses Problem mildern, aber nicht beseitigen. Es wur-de daher die Mikrofiltration auf 1 Modul und die H\u00e4lfte der Gesamtleistung beschr\u00e4nkt.
\nNach vollst\u00e4ndiger Reinigung der Kapillarmodule (Polypropylen, 0,2 \u00b5m, 10 Filterfl\u00e4che) konnte beim Wiedereinsatz in die Mikrofiltrationsanlage 60 l\/ als Permeatleistung erzielt werden. Ohne Zwischenreinigung, nur mit periodischer R\u00fccksp\u00fclung stellte sich nach ca. 13 Tagen eine Permeatleistung von 22 l\/ ein.
\nMit dem nicht vollst\u00e4ndig entf\u00e4rbten Filtrat, das nach der Mikrofiltration an unterschiedlichen Tagen entnommen wurde, konnten zw\u00f6lf Betriebsf\u00e4rbungen durchgef\u00fchrt werden.
\nDas Kleinkl\u00e4rwerk wird aus drei Stufen (biologische Stufe, Mikrofiltration, A-Kohle-Adsorption) bestehen und ist ausgelegt f\u00fcr 1.300 Abwasser pro Tag, das an f\u00fcnf Tagen in der Woche anf\u00e4llt, mit einer Schadstoffkonzentration von 700 mg\/L. Der Platzbedarf betr\u00e4gt etwa 1.000. F\u00fcr Investitionen – ohne Ber\u00fccksichtigung einer Einhausung – und f\u00fcr den Betrieb werden Kosten von 3,68 DM\/ berechnet. Das ist nur geringf\u00fcgig mehr, als das am Projekt beteiligte Textilunternehmen zur Zeit f\u00fcr die Abwasserbeseitigung zu entrichten hat.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Vortr\u00e4ge: Bremen, Sept. 1997; St. Marienthal, Juli 1998
\nPublikationen: 1999 in Zeitschrift Wasser\/Abwassertechnik
\nAusstellung: Oktober 1997: 25 Jahre BUGH<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Eine Abwasserreinigung mit Hilfe von Scheibentauchk\u00f6rperanlage als biologische Stufe, Cross-Flow-Mikrofiltration und abschlie\u00dfender A-Kohle-Adsorption ist geeignet zur Wasserkreislaufschlie\u00dfung bei industriellen Prozessen. Die Kosten sind kalkuliert f\u00fcr eine wesentlich verbesserte Mikrofiltration. Verbesserungen der Anordnung der Membranen und Technik des Zwischenreinigens sind vorgegeben und sollten durch weitere Untersuchungen erarbeitet werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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