Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Zielvorgabe des ersten Teilprojektes (AZ 27540\/01) war die Bildung von Algen mittels einer innovativen Keramikmembrananlage zu unterbinden. Hierzu wurde an der bisherigen Seehundanlage im Zoo Saarbr\u00fccken eine Wasseraufbereitung im Technikums-Ma\u00dfstab betrieben und wissenschaftlich begleitet.
\nZiel der erg\u00e4nzenden Untersuchungen (zweites Teilprojekt) war es, die gewonnenen Erkenntnisse des ersten Teilprojektes an der gro\u00dftechnischen Membrananlage der neuen Seehundanlage im Zoo Saarbr\u00fccken zu nutzen und weitere Ergebnisse zu gewinnen. Von Interesse waren hier die dosierte Zugabe von Ozon und ionisierter Luft beim Betrieb der Keramikmembrananlage sowie die bestm\u00f6gliche Justierung von R\u00fccksp\u00fclzyklen und der Permeabilit\u00e4t. Ein weiteres Ziel war, die Problematik der Aufkonzentrierung von Ammoniumverbindungen bzgl. Art und Ausma\u00df festzustellen und L\u00f6sungsm\u00f6glichkeiten f\u00fcr deren Vermeidung vorzuschlagen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenGeplant war die Vermessung der Wasserqualit\u00e4t (Tr\u00fcbung, pH, Leitf\u00e4higkeit, TOC, CSB, Nitrat, Nitrit, Ammonium, Phosphat, Ozon) und der hydraulischen Parameter (Fluss, Druck, Permeabilit\u00e4t) von Feed, Permeat und Retentat. Die Messungen wurden ab Inbetriebnahme der Anlage bis zum Erreichen der Frostperiode (Mitte Dezember 2012) durchgef\u00fchrt. Im Fr\u00fchjahr 2013 war, je nach Bedarfslage, ein vier bis achtw\u00f6chiger Messzyklus (April\/Mai) vorgesehen, um den Einfluss von Algenwachstum zu erfassen. Weiterhin war geplant, die Messsonden f\u00fcr Ammoniak und Nitrat am Vorlagebeh\u00e4lter der Anlage f\u00fcr kontinuierliche \u00dcberwachung zu testen.
\nInnerhalb des Bewilligungszeitraumes wurden drei Monate Mess- und Auswertezeit f\u00fcr diese Arbeiten vorgesehen. Zwei Wochen der Messzeit sollten auf Referenzmessungen am Seehundbecken vor Anschluss der Anlage entfallen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Es konnte festgestellt werden, dass die Kombination von keramischer Flachmembran und Ozon Schwebstoffe, wie Algen, Keime und anorganische Partikel effektiv und mit hoher Permeabilit\u00e4t entfernt. Mit einer mittleren Porengr\u00f6\u00dfe der Keramikmembranen von 100 nm (1 * 10-9 m) k\u00f6nnen mit der Anlage im Wasser gel\u00f6ste Salze nicht entfernt werden, was auch nicht Ziel des Projektes war.<\/p>\n
Aus der Linearit\u00e4t des Zusammenhangs zwischen dem transmembranen Druck und dem Fluss kann geschlossen werden, dass allein durch Erh\u00f6hung des hydrostatischen Drucks der Fluss und damit die Umw\u00e4lzfrequenz des Seehundbeckens noch \u00fcber den Ist-Zustand von 1 – 2 mal pro Tag gesteigert werden k\u00f6nnte. Die gro\u00dftechnische Membrananlage war zum Zeitpunkt des Versuchsbetriebs mit der Technikumsanlage weitgehend fertig gestellt und konnte nur deshalb nicht installiert werden, weil der Bau des neuen Seehundbeckens sich verz\u00f6gerte. Dadurch konnten Erkenntnisse, die wesentliche \u00c4nderungen in der Hardware erfordert h\u00e4tten, nicht mehr ber\u00fccksichtigt werden. Dies gilt insbesondere auch f\u00fcr die maximale H\u00f6he der Membranmodule.<\/p>\n
Beobachtungen zu Ablagerungen am Kopf eines Membranmodulstapels wiesen darauf hin, dass am Kopf des Membranmoduls nicht mehr genug Ozon ankommt, um die Membran von Ablagerungen frei zu halten. Bei zuk\u00fcnftigen Anlagen sollte ein Membranmodul aus nicht mehr als f\u00fcnf \u00fcbereinander gestapelten Membranpaketen bestehen. Durch entsprechende konstruktive Ma\u00dfnahmen sollte auch der Druck auf \u00fcber 1 bar angehoben werden k\u00f6nnen (\u00dcberdruckfiltration statt Unterdruckprozess). Schlie\u00dflich m\u00fcsste bei der Konstruktion und dem Bau eines analogen Beckens, sei es f\u00fcr Seehunde oder Fische, dem Austrag der F\u00e4kalien hohe Priorit\u00e4t einger\u00e4umt werden, weil diese nicht nur zu einem h\u00e4ufigen Wasserwechsel zwingen, sondern auch als N\u00e4hrstoffquelle f\u00fcr Algen dienen.<\/p>\n
Aus einer Wirtschaftlichkeitsbetrachtung unter Einbeziehung der Betriebskosten, Investitionskosten (Abschreibung der Anlage \u00fcber 10 Jahre, inkl. Verschlei\u00dfteile) sowie Wartung (2 % der Investitionskosten) resultieren erstaunlich niedrige Gesamtkosten von 0,267 \u0080\/m3 Filtrat, die mit zunehmender Anlagengr\u00f6sse weiter gesenkt werden k\u00f6nnen. Bei sehr gro\u00dfen Anlagen (? 100 m3\/h) – z. B. zur Entfernung von Blaualgen aus Badegew\u00e4ssern – und Umsetzung der o. g. Optimierungsma\u00dfnahmen k\u00f6nnen die Kosten unter 0,15 \u0080\/m3 gesenkt werden. <\/p>\n
Bei zuk\u00fcnftigen Anlagen f\u00fcr analoge Anwendungen sind allerdings noch andere, zum Teil negative Erkenntnisse, zu ber\u00fccksichtigen. Algen wachsen bekanntlich bevorzugt auf Oberfl\u00e4chen wie z. B. Glasscheiben oder por\u00f6sen Betonw\u00e4nden. Daher gen\u00fcgt es nicht, bei einem mit einer Glasscheibe ausger\u00fcsteten Becken das Wasser von Algen zu befreien. Die Glasscheibe ist nach kurzer Zeit mit Algen \u00fcberwachsen. Wie in den Technikumsversuchen gezeigt (siehe Kapitel 1 des Schlussberichts vom 25.09.2012), l\u00e4sst sich durch Begasung mit ionisierter Luft eine Algenbildung auf einer Oberfl\u00e4che (hier der Glasscheibe) unterdr\u00fccken.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Seehundanlage wurde am 09.10.2012 feierlich er\u00f6ffnet. Sie wurde am Tag der Architektur 2012 vorgestellt.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die neue gro\u00dftechnische Membrananlage des Seehundbeckens im Zoo Saarbr\u00fccken hat ihre Aufgabe, das Wasser weitgehend von Algen freizuhalten, w\u00e4hrend der Laufzeit der Versuche (vom Juli 2012 bis Juni 2013) erf\u00fcllt. Die Turbidit\u00e4t als wichtigstes Ma\u00df der Transparenz des Beckenwassers war in der Regel nur unwesentlich h\u00f6her als das frisch aus dem Brunnen gef\u00f6rderte Wasser und das, obwohl das Becken im Durchschnitt nur 1-2 mal pro Tag umgew\u00e4lzt wurde.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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