Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Der Abbau unerw\u00fcnschter Abwasserinhaltsstoffe in Belebungsbecken biologischer Kl\u00e4ranlagen erfolgt durch verschiedene Arten von Bakterien, deren Stoffwechsel und damit die erzielbare Reinigungsleistung wesentlich von der Verf\u00fcgbarkeit an Sauerstoff abh\u00e4ngt. Bei der Bel\u00fcftung mit Umgebungsluft wird der in der Luft enthaltene Stickstoff (etwa 78 %) in die Becken mit eingetragen, der allerdings f\u00fcr den Bakterienstoffwechsel unbrauchbar ist, so dass f\u00fcr die Einbringung von etwa 22 % Luftsauerstoff der Energieaufwand f\u00fcr 100 % Luftvolumeneintrag aufgebracht werden muss. Als Alternative zur Bel\u00fcftung mit Luftsauerstoff ist seit langem die Verwendung von Reinsauerstoff mit einem Sauerstoffanteil von mehr als 90 % im Einsatz, durch dessen Verwendung der spezifische Energieeintrag (kg O2\/m\u00b3) deutlich reduziert wird. Die HST Hydro-Systemtechnik GmbH erprobte im Rahmen des Projektes auf der Betriebskl\u00e4ranlage der Emsland Gefl\u00fcgelhof GmbH in Haren den Einsatz einer neuartigen Verfahrenseinheit zur Erzeugung von Reinsauerstoff vor Ort, um realisierbare Energie- und Kostenreduktionspotenziale zu ermitteln. Neben der Steigerung der Energieeffizienz wurden unter Mithilfe des IEEM (Institut f\u00fcr Umwelttechnik und Management an der Universit\u00e4t Witten\/Herdecke) auch Sekund\u00e4reffekte wie z.B. die Reduzierung von \u00dcberschussschlamm untersucht. <\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDer Abbau unerw\u00fcnschter Abwasserinhaltsstoffe in Belebungsbecken biologischer Kl\u00e4ranlagen erfolgt durch verschiedene Arten von Bakterien, deren Stoffwechsel und damit die erzielbare Reinigungsleistung wesentlich von der Verf\u00fcgbarkeit an Sauerstoff abh\u00e4ngt. Bei der Bel\u00fcftung mit Umgebungsluft wird der in der Luft enthaltene Stickstoff (etwa 78 %) in die Becken mit eingetragen, der allerdings f\u00fcr den Bakterienstoffwechsel unbrauchbar ist, so dass f\u00fcr die Einbringung von etwa 22 % Luftsauerstoff der Energieaufwand f\u00fcr 100 % Luftvolumeneintrag aufgebracht werden muss. Als Alternative zur Bel\u00fcftung mit Luftsauerstoff ist seit langem die Verwendung von Reinsauerstoff mit einem Sauerstoffanteil von mehr als 90 % im Einsatz, durch dessen Verwendung der spezifische Energieeintrag (kg O2\/m\u00b3) deutlich reduziert wird. Die HST Hydro-Systemtechnik GmbH erprobte im Rahmen des Projektes auf der Betriebskl\u00e4ranlage der Emsland Gefl\u00fcgelhof GmbH in Haren den Einsatz einer neuartigen Verfahrenseinheit zur Erzeugung von Reinsauerstoff vor Ort, um realisierbare Energie- und Kostenreduktionspotenziale zu ermitteln. Neben der Steigerung der Energieeffizienz wurden unter Mithilfe des IEEM (Institut f\u00fcr Umwelttechnik und Management an der Universit\u00e4t Witten\/Herdecke) auch Sekund\u00e4reffekte wie z.B. die Reduzierung von \u00dcberschussschlamm untersucht. <\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Der Vergleich der erhobenen prozesstechnischen Parameter von konventionell bel\u00fcfteter und Reinsau-erstoff begaster Reinigungsstra\u00dfe zeigt, dass der Einsatz von VSA-Anlagen (VSA = Vacuum-Swing-Adsorption) grunds\u00e4tzlich wirtschaftliche Vorteile bringen kann z.B. in Form von Energieeinsparung oder einer Kapazit\u00e4tssteigerung. Beim Einsatz der Vorort-Sauerstofferzeugung m\u00fcssen allerdings wichtige Rahmenbedingungen beachtet werden, die ansonsten zu einem reduzierten Kostenvorteil gegen\u00fcber der konventionellen Bel\u00fcftungstechnik f\u00fchren. Einige dieser Rahmenbedingungen wurden im Zuge des Pro-jektes festgestellt, die sich f\u00fcr den Betrieb der VSA-Anlage f\u00fcr den vorliegenden Anwendungsfall als vor-teilsreduzierend erwiesen haben. Diese sind:<\/p>\n
1.\tBei intermittierender Bel\u00fcftung kann die VSA-Anlage nicht permanent im optimalen Betriebspunkt be-trieben werden. Das stetige An- und Abfahren und das aus energetischer Sicht schlechte Teillastver-halten f\u00fchrten zu einem h\u00f6heren spezifischen Stromverbrauch als bei einem angestrebten Volllastbe-trieb der VSA-Anlage. Die Kapazit\u00e4t der VSA-Anlage wird in diesen F\u00e4llen bei Spitzenbelastungen nur zu etwa 90 % beansprucht und damit nicht im energetisch optimalen Betriebspunkt.
\n2.\tBei niedrigen pH-Werten im Zulauf kann bei Einsatz kleiner Einmischaggregate die Eintragsenergie zur Ausstrippung von CO2 geringer sein als im Vergleich zu normalen Mischaggregaten. Damit besteht die Gefahr, dass der im biologischen Prozess entstehende CO2-Gehalt zu einem pH-Gehalt < 6,5 im Be-lebungsbecken f\u00fchrt und die Stickstoffelimination beeintr\u00e4chtigt. Ggf. ist die Einbringung zus\u00e4tzlicher Mischenergie erforderlich. Beim Einsatz der VSA-Technik ist daher vorab zu pr\u00fcfen, ob niedrige pH-Werte im Zulauf eine Beeintr\u00e4chtigung darstellen. \n3.\tDie eingesetzte VSA-Anlage konnte verfahrenstechnisch nicht an die Zulaufsituation angepasst \n werden, so dass bei Zulaufsituationen mit geringer Fracht unn\u00f6tig viel Sauerstoff eingebracht wird. \n4.\tIn Durchlaufsystemen mit untypisch schwankenden Beckenf\u00fcllst\u00e4nden stellen sich ein geringeres hyd-rostatisches Druckniveau sowie eine k\u00fcrzere Verweilzeit der Gasblasen im System ein. Dies wirkt sich negativ auf den Sauerstoffeintrag aus und f\u00fchrt zu einem nicht optimalen Reinsauerstoffeintrag.\n\nLabortechnisch konnte im Becken der Reinsauerstoffbegasung eine Bildung kleinerer und kompakterer Belebtschlammflocken, sowie eine geringere F\u00e4digkeit beobachtet werden, was auch durch Vergleich der Schlammvolumenindices best\u00e4tigt wurde. Durch den niedrigeren Schlammvolumenindex kann das Belebungsbecken mit einem h\u00f6heren Schlammgehalt betrieben werden. Der geringe Schlammvolumenindex bei Reinsauerstoffbegasung und die daraus resultierende bessere Absetzbarkeit der Belebtschlammflocken sind besonders dann vorteilhaft, wenn ein Absetzbecken als Nachkl\u00e4rung eingesetzt wird.\n\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\n-\tPr\u00e4sentationen und Publikationen, seit 2007 fortlaufend\n-\tTechnical Paper (zu ver\u00f6ffentlichen z. B. in Water 21), geplant 2012\n-\tVer\u00f6ffentlichung auf den Homepages oder in Kundenmagazinen der beteiligten Partner \n-\tErstellung von Brosch\u00fcren in Deutsch und Englisch, die auf Konferenzen oder Events wie z. B. der IFAT von den Projektpartnern verteilt werden, 2012 ff.\n-\tEinbringung von Ergebnissen in Fachverb\u00e4nde: BDE, VDMA, DWA, u. a., 2009 ppf.\n-\tVer\u00f6ffentlichung durch Vortr\u00e4ge auf Konferenzen, z. B. 2. Innovationsforum, 2012 ff.\n\n\nFazit\n\nDie ermittelten Ergebnisse zeigten, dass der Einsatz von Reinsauerstoff eine Energie reduzierende Alter-native darstellt, wenn die Randbedingungen stimmen. Zur Realisierung von Energieeinsparungen bei der Vor-Ort-Erzeugung von Reinsauerstoff f\u00fcr die Begasung von Abwasser in einer biologischen Abwasser-reinigungsanlage ist darauf zu achten, dass das zu behandelnde Abwasser eine ausreichende Pufferka-pazit\u00e4t bzw. hohen pH-Wert besitzt. Ist die Nachkl\u00e4rung als Absetzbecken ausgef\u00fchrt, k\u00f6nnen die Vortei-le eines geringeren Schlammvolumenindexes bei Reinsauerstoffbegasung und der daraus resultierenden besseren Absetzbarkeit der Belebtschlammflocken ausgenutzt werden. Des Weiteren k\u00f6nnen Energie-einsparungen dann realisiert werden, wenn die Sauerstoffproduktion an den tats\u00e4chlichen Sauerstoffbe-darf insbesondere in Schwachlastzeiten angepasst werden kann. Weiterhin zeigten sich die Vorteile der VSA-Technik bei Belebungsbecken ohne F\u00fcllstandsschwankungen bzw. wenn ein an die Schwankungen angepasstes Eintragssystem verwendet wird. Dabei ist auch auf eine g\u00fcnstige Beckengeometrie zu ach-ten. Aufgrund des besseren spezifischen Energieverbrauchs bei Volllast der VSA-Anlage ist eine Bele-bung mit kontinuierlicher Bel\u00fcftung statt intermittierender Denitrifikation f\u00fcr einen Vergleich beider Verfahren besser. Um eine Aussage hinsichtlich der \u00dcberschussschlammproduktion zu treffen, sind die entsprechenden Mengen zu messen.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Der Abbau unerw\u00fcnschter Abwasserinhaltsstoffe in Belebungsbecken biologischer Kl\u00e4ranlagen erfolgt durch verschiedene Arten von Bakterien, deren Stoffwechsel und damit die erzielbare Reinigungsleistung wesentlich von der Verf\u00fcgbarkeit an Sauerstoff abh\u00e4ngt. Bei der Bel\u00fcftung mit Umgebungsluft wird der in der Luft enthaltene Stickstoff (etwa 78 %) in die Becken mit eingetragen, der allerdings […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[65,51,53],"class_list":["post-24856","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-nordrhein-westfalen","tag-ressourcenschonung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"26353\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"","dbu_projektdatenbank_bsumme":"125.000,00","dbu_projektdatenbank_firma":"HST Hydro-Systemtechnik GmbH","dbu_projektdatenbank_strasse":"Heinrichsthaler Str. 8","dbu_projektdatenbank_plz_str":"59872","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Meschede","dbu_projektdatenbank_p_von":"2008-12-17 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2010-12-17 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"2 Jahre","dbu_projektdatenbank_telefon":"02 91 \/ 99 29 - 44","dbu_projektdatenbank_inet":"www.systemtechnik.net","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Nordrhein-Westfalen","dbu_projektdatenbank_foerderber":"117","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24856","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24856\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":37859,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24856\/revisions\/37859"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=24856"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=24856"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=24856"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}