Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Die M\u00e4rkische Entsorgungsanlagen-Betriebsgesellschaft (MEAB) wollte das von der \u00d6KOTEC Management GmbH im Rahmen des Projekts 14996 \/ 01 entwickelte Verfahren langfristig zur Behandlung von Sickerwasserkonzentraten aus einer zweistufigen Umkehrosmose-Anlage auf der Deponie Vorketzin einsetzen. Hintergrund waren Einsparungen gegen\u00fcber dem urspr\u00fcnglich geplanten Transport des Kon-zentrats zur Eindampfungs- und Trocknungsanlage in Sch\u00f6neiche. Ein Kooperationsvertrag mit der MEAB wurde angestrebt. Aufgrund der noch nicht abgeschlossenen Sicherungsma\u00dfnahmen in Vorketzin wurde zun\u00e4chst eine Pilotanlage auf der Deponie Sch\u00f6neiche installiert, um die Effizienz des Verfahrens in Bezug auf die Rohsickerwasserbehandlung und die Reinigung von Sickerwasserkonzentraten zu \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn der Zweistufen-Biologie werden in einer ersten Reinigungsstufe die bakteriell abbaubaren, organischen Verbindungen in den Festbettreaktoren 1 und 4 eliminiert. In den dazwischen liegenden Reaktoren 2 (Ammonium-Oxidation) und 3 (Denitrifikation) wird Ammonium aus dem Sickerwasser entfernt. Die organische Restfracht wird durch Nanofiltration aufkonzentriert und in einem Wei\u00dff\u00e4ulepilzreaktor weiter degradiert. Die Pilzmetabolite werden in die erste Stufe zur\u00fcckgeleitet und bakteriell verwertet. Das Permeat der Nanofiltration soll eingeleitet werden.
\nDas Verfahren soll im Labormodell weiter optimiert und auf den Pilotma\u00dfstab \u00fcbertragen werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Konfiguration der Laborkl\u00e4ranlagen wurde weiter optimiert. Bei der Behandlung von Rohsickerwasser aus Sch\u00f6neiche konnte die bakterielle Degradation der organischen Stoffe auf \u00fcber 80 % und die Stickstoffeliminierung auf \u00fcber 90 % erh\u00f6ht werden. Gleichzeitig wurde das Verfahren st\u00e4ndig weiter vereinfacht und damit preisg\u00fcnstiger. Vor allem im Bereich des Stickstoffabbaus konnten im Labormodell erhebliche Fortschritte erzielt werden. Der Metabolismus der aeroben Deammonifikation in einer speziell ausgelegten Ammonium-Oxidationsstufe erweist sich als der Weg zur Stickstoffreduzierung in stark ammoniumbelasteten Deponiesickerw\u00e4ssern (siehe auch Hippen et al., Korrespondenz Abwasser 12\/1998). Aus st\u00f6chiometrischen Gr\u00fcnden wird maximal zwei Drittel des Ammoniums durch aerobe (!) Denitrifikation in Stickstoffgas umgesetzt (3 NH4+ + 3 O2 ? N2 ? + NO2- + 4 H2O + 4 H+). Das verbliebene Drittel Nitrit wird noch in der Ammonium-Oxidationsstufe zu Nitrat oxidiert und muss in einem nachfolgenden Reaktor denitrifiziert werden (anaerobe Umwandlung in Luftstickstoff).
\nDie Restfracht im Ablauf der ersten Stufe besteht zu ca. zwei Dritteln aus Humin- und Fulvos\u00e4uren (siehe auch Harms et al., Korrespondenz Abwasser 05\/1999), die Bakterien nur extrem langsam abbauen. Bei der Sch\u00f6neicher Rohsickerwasserbehandlung liegt der Ablauf-CSB allerdings nur um 100 mg\/l (Grenzwert: 200 mg\/l), so dass eine Nachbehandlung in einer zweiten Biostufe nicht erforderlich ist.
\nWerden Sickerwasserkonzentrate behandelt, steigt der Huminstoffanteil (Molek\u00fcle ab 900 Dalton) und damit die CSB-Belastung im Ablauf. Durch Nanofiltration (Trenngrenze ~ 300 Dalton) werden diese Stoffe Im Konzentratstrom angereichert, und 90 % des Sickerwassers kann als Permeat gem\u00e4\u00df AbwV eingeleitet werden. Das Konzentrat wird in einer zweiten biologischen Reinigungsstufe behandelt, und die Abbauprodukte werden in die erste Stufe zur\u00fcckgeleitet. In der Biostufe 2 verwerten Wei\u00dff\u00e4ulepilze durch extrazellul\u00e4re Enzyme die aufkonzentrierten Huminstoffe. Die CSB-Reduzierung im Ablauf der Stufe 2 ist relativ gering, allerdings wurde nach R\u00fcckf\u00fchrung in die Bakterienstufe bislang keine Anreicherung von Huminstoffen im Ablauf der Biostufe 1 beobachtet (keine Zunahme des CSB bzw. der Eigenf\u00e4rbung). Daraus folgt, dass die Pilze die Huminstoffe zwar nicht mineralisieren, aber so transformieren, dass die Bakterien der Stufe 1 die Stoffwechselprodukte nutzen k\u00f6nnen.
\nIm Sch\u00f6neicher Deponiesickerwasser konnten sulfatreduzierende Bakterien nachgewiesen werden, die in Sickerwasservorlagen erhebliche Ausf\u00e4llungen an Metallsulfiden verursachen (Reststoffproblematik). Durch Umr\u00fchren oder Bel\u00fcften der Vorlage kann das Wachstum der obligat anaeroben Mikroorganismen verhindert werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Lange Nacht der Wissenschaften, Wissenschaftssommer Berlin 2001, FU Berlin 17.9.2001
\nDBU – Woche der Umwelt, Schloss Bellevue 3.5. bis 4.5.2002
\nLange Nacht der Wissenschaften, Wissenschaftssommer Berlin 2002, FU Berlin 15.6.2002<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Bei der Behandlung von Rohsickerwasser aus Sch\u00f6neiche wurden in den Laborkl\u00e4ranlagen alle Grenzwerte nach Anhang 51 der Abwasserverordnung (AbwV) zum Teil erheblich unterschritten. Der verfahrenstechnische Aufwand wurde minimiert. Die Verwendung von preisg\u00fcnstigen Festbettreaktoren erlaubt den Wegfall der urspr\u00fcnglich geplanten Mikrofiltration und verringert den Energie- und Wartungsaufwand. F\u00fcr die Rohsickerwasserbehandlung reichen vier in Reihe geschaltete Festbettreaktoren aus. Erst wenn Sickerwasserkonzentrate behandelt werden sollen, muss die Huminstofffracht durch Nanofiltration aufkonzentriert und in einer zweiten Biostufe nachbehandelt werden. Die guten Reinigungsergebnisse und das Scale Up des Labormodells auf einen gr\u00f6\u00dferen Ma\u00dfstab f\u00fchrte zum Abschluss eines Kooperationsvertrages mit der MEAB \u00fcber den Betrieb einer Pilotanlage am Deponiestandort Sch\u00f6neiche. Die MEAB wird sich ma\u00dfgeblich an den Investitionskosten der Pilotanlage beteiligen. Ist der Pilotbetrieb erfolgreich, soll eine Anlage mit der hier entwickelten Konfiguration auf der Deponie Vorketzin errichtet werden.
\nDie Verhinderung des Wachstums sulfatreduzierender Bakterien in Sickerwasservorlagen f\u00fchrt zu einer erheblichen Reduzierung von problematischen Reststoffen (Metallsulfide), unabh\u00e4ngig von der darauf folgenden Behandlungsmethode. Auf der Deponie Sch\u00f6neiche f\u00fchrte diese Ma\u00dfnahme zu einer erhebli-chen Verbesserung des Betriebszustands der chemisch-physikalischen Behandlungsanlage, zu einem geringeren Materialverschlei\u00df und Wartungsaufwand und damit letztendlich zu Kosteneinsparungen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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