Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die N\u00e4hrstoffelimination ist f\u00fcr Kl\u00e4ranlagen der Gr\u00f6\u00dfenklassen 1 und 2 auch nach der Neufassung des WHG Wasserhaushaltsgesetzes in der Abwasserverordnung nicht generell gefordert. Dennoch ist, z.B. wenn der Kl\u00e4ranlagenablauf in empfindliche Gew\u00e4sser oder in das Grundwasser eingeleitet werden muss, eine weitergehende Abwasserbehandlung mit N\u00e4hrstoffelimination unverzichtbar. Besonders f\u00fcr kleinere Anlagen fehlen aber praktikable, im l\u00e4ndlichen Raum einsetzbare und \u00f6konomisch vertretbare Verfahrensweisen. Das Projekt mit der Entwicklung Klarwasserperkolation verfolgte das Ziel, einen kosteng\u00fcnstigen, langzeitstabilen Nachreinigungsreaktor zu entwickeln, der mit geringem Wartungsaufwand eine dauerhafte weitestgehende Abwasserreinigung sicherstellt.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer Reaktor zur Klarwasserperkolation wurde als nachgeschalteter Reaktor hinter einer Grundreinigung mit herk\u00f6mmlicher, im l\u00e4ndlichen Raum erprobter Reinigungstechnik konzipiert. In einem ersten, aeroben Reaktionsraum erfolgt verfahrenstechnisch die Oxidation des verbliebenen Ammoniums sowie die Phosphatelimination mit eisenhaltigen Reststoffen. Im zweiten Reaktionsraum durchstr\u00f6mt das Abwasser zur Substratanreicherung unter anoxischen Bedingungen ein organisches landwirtschaftliches Nebenprodukt (z.B. Strohh\u00e4cksel). Die in diesem Milieu einsetzende Denitrifikation wird in einem Sandfilter fortgef\u00fchrt und abgeschlossen.
\nNeben der Durchf\u00fchrung weiterer Laborversuchsreihen zur Erprobung geeigneter Materialien f\u00fcr die Best\u00fcckung der Reaktionsr\u00e4ume wurde eine halbtechnische Versuchsanlage errichtet. Diese Anlage wurde f\u00fcr eine hydraulische Belastung von bis zu 300 EW ausgelegt. Der Betrieb w\u00e4hrend zwei Sommer- und zwei Winterperioden unter variierten Betriebsbedingungen sollte die Praxistauglichkeit und dauerhafte Umweltentlastung nachweisen.
\nZusammen mit den Kooperationspartnern GBU (Gesellschaft zur Beseitigung von Umweltsch\u00e4den) und WAC (Zweckverband Calau) wurden M\u00f6glichkeiten zur rationellen und kostensparenden Errichtung einer Klarwasserperkolationsanlage untersucht und praxisgerechte Betriebsanweisungen f\u00fcr einen effektiven und dauerhaft erfolgreichen Betrieb erarbeitet.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Projekt konnte gezeigt werden, dass eine weitgehende Abwasserreinigung in kleinen Kl\u00e4ranlagen durch den Einsatz einfacher Verfahren kosteng\u00fcnstig erreicht werden kann. Die wesentlichen Verfahrensschritte sind:
\n–\tvollst\u00e4ndige Nitrifikation, die unter Umst\u00e4nden auch zweistufig vorgenommen werden kann;
\n–\tvorgeschaltete Denitrifikation eines Teils des gebildeten Nitrats.
\n–\tnachgeschaltete Denitrifikation des verbliebenen Nitrats mit Stroh als Substrat.
\n–\tAdsorption von Phosphaten mit Eisensp\u00e4nen, wobei die vermehrte biologische Elimination oder die F\u00e4llung gegebenenfalls als unterst\u00fctzende Ma\u00dfnahme eingesetzt werden k\u00f6nnen.
\nIm einzelnen haben die Versuche gezeigt, dass die Nitrifikation m\u00f6glichst in der Grundreinigung erfolgen sollte, da die Belastungsschwankungen in der zweiten Stufe schlechte Bedingungen f\u00fcr die Anreicherung einer leistungsf\u00e4higen Nitrifikantenpopulation darstellen. Perioden der anhaltenden Unterbelastung bei weitgehender Nitrifikation schon in der Grundstufe wechseln mit pl\u00f6tzlich einsetzenden hohen Belastungen infolge von extremen Ammoniumspitzenfrachten, Betriebsst\u00f6rungen oder Temperaturwechseln. Diese sind aufgrund der geringen Vermehrungsrate der Nitrifikanten nicht mit zufriedenstellender Effektivit\u00e4t zu bew\u00e4ltigen. Mit einer Bypassregelung k\u00f6nnte das erforderliche stetige Wachstum der Nitrifikanten in der zweiten Stufe sichergestellt werden.
\nWird gegebenenfalls eine zweistufige Nitrifikation eingerichtet, so eignen sich insbesondere Biofilmverfahren, deren Fl\u00e4chenbelastung 0,5 g N\/(m\u00b2\u00b7d) nicht \u00fcberschreiten sollte. Die Ammoniumfracht, die bei der Bemessung anzusetzen ist, ist von der Stabilit\u00e4t der Nitrifikation in der Grundstufe abh\u00e4ngig. Im allgemeinen wird es sinnvoll sein, die Nachnitrifikationsstufe auf die gesamte, zu nitrifizierende Stickstickstofffracht auszulegen.
\nDie Denitrifikation sollte ebenfalls teilweise bereits in der Grundstufe erfolgen. Der prinzipiell verbleibende Rest und gegebenenfalls die Nitratfracht der Nachnitrifikationsstufe werden nachgeschaltet entfernt. Hierzu hat sich in den Versuchen Stroh als Substrat bew\u00e4hrt. Das Abwasser wird in einem Strohreaktor mit Substrat angereichert und denitrifiziert. Die Denitrifikation wird nachfolgend in einem Kiesfilter abgeschlossen. Es k\u00f6nnen Denitrifikationsraten von etwa 10 g N\/(m\u00b3\u00b7d) f\u00fcr die Gesamteinheit aus Strohreaktor und Kiesfilter angenommen werden. Die durch den Abbau abnehmende Substratfreisetzung aus dem Stroh kann z.B. durch den sukzessiven Einsatz der Strohballen oder durch die Aufteilung des Abwasser-stroms auf Strohreaktor und Kiesfilter ausgeglichen werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Adresse: Brandenburgische Technische Universit\u00e4t Cottbus Fakult\u00e4t 4 – Umweltwissenschaften u. Verfahrenstechnik Lehrstuhl Abwassertechnik, Postfach 101344, 03013 Cottbus, Telefon 0355-693182, Fax 0355- 693025, Ansprechpartner: Herr Prof. Dr.-Ing. M. Burde.
\nVortr\u00e4ge: F. Rolf, (2000): N\u00e4hrstoffelimination in l\u00e4ndlichen Kl\u00e4ranlagen als Beitrag zur nachhaltigen Qualit\u00e4tsverbesserung regionaler Gew\u00e4sser. 5. Lausitzer Wissenschaftstage 20. – 21. 06.2000, Cottbus.
\nVer\u00f6ffentlichungen:
\nRolf, F.; Grabowski, F.; Burde, M. (1998): Low Cost Procedures for Nutrient Removal in Small Rural Wastewater Treatment plants. Water Science and Technology, Band 38, 3\/98, S. 179-185
\nRolf, F.; Schneider, D. (2000): Phosphate Elimination with Iron Filings and Gravel from Groundwater Iron Extraction. Poster, First World Water Congress of the International Water Association, 7\/2000, Paris, L 068
\nBurde, M.; Rolf, F.; Grabowski F (2001): Innovative low cost procedure for nutrient removal as an integral element of a decentralised water management concept for rural areas. Water Science and Technology, Band 44, 1\/2001, S. 105-112
\nRolf, F. (2001\/2): N\u00e4hrstoffelimination in kleinen Kl\u00e4ranlagen. Dissertation, BTU Cottbus, in Vorbereitung<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Projekt konnte gezeigt werden, dass eine weitestgehende Abwasserreinigung in kleinen Kl\u00e4ranlagen durch den Einsatz einfacher Verfahren erreicht werden kann. Die entstehenden Kosten sind nicht vernachl\u00e4ssigbar, liegen aber erheblich unter denen, die beim Einsatz miniaturisierter gro\u00dftechnischer Verfahren anfallen w\u00fcrden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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