Minimierung des \u00dcberschuss- und Prim\u00e4rschlammanfalls von Kleinkl\u00e4ranlagen<\/p>\n
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Anlass
Vor allem in l\u00e4ndlichen und weniger gut erschlossenen Gebieten finden Kleinkl\u00e4ranlagen h\u00e4ufig Anwendung. Bundesweit werden ca. 2 Mio. Kleinkl\u00e4ranlagen und abflusslose Gruben betrieben, wobei unter dem Stand der Technik das konventionelle Belebtschlammverfahren , SBR-Anlagen, Membranbelebungsanlagen, Wirbelbett- und Festbettanlagen, Tauchk\u00f6rper- und Tropfk\u00f6rperanlagen sowie naturnahe Verfahren zu verstehen sind. Dabei ist das Belebtschlammverfahren in seinen Variationen am verbreitetesten. Der gegenw\u00e4rtig bestehende Handlungsbedarf umfasst neben der Anpassung des Altbestandes an den Stand der Technik, die Anlagenoptimierung, vor allem im Hinblick auf die Reduzierung des Reststoffanfalls der Kleinkl\u00e4ranlagen. Unter Reststoffen sind dabei der Anfall an Prim\u00e4r- und \u00dcberschussschlamm, der in herk\u00f6mmlicher Weise mittels R\u00e4umungsfahrzeugen in einem bestimmten Zyklus ger\u00e4umt und in kommunalen Kl\u00e4ranlagen entsorgt wird. Ziel dieses Projekts ist, den Schlammanfall am Ort der Entstehung zu minimieren und somit Kosten, Aufwand sowie eine Mehrbelastung der kommunalen Kl\u00e4ranlagen zu verringern.<\/p>\n
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Zielstellung
Eine Schlammreduzierung wird durch die Lyse von Teilen des Belebtschlamms unter bestimmten Betriebsbedingungen erreicht. Dies kann durch den Einsatz von Reagenzien oder Installation einer weiteren Verfahrensstufe erreicht werden. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wird die Lyse durch pH-Wert-Absenkung (pH=5) mittels verst\u00e4rkter Nitrifikation und damit verbundener Vermeidung der Denitrifikation erforscht. F\u00fcr diese Untersuchungen werden Versuche an einem Membranreaktor (4EW) durchgef\u00fchrt. Dabei werden die Abbauprozesse zun\u00e4chst unter Normalbetrieb bei pH-Werten im neutralen Bereich (6,5 \u0085 8,5) mit denen unter sauren Bedingungen verglichen. Eine Reduzierung des pH-Wertes wird mittels einer verst\u00e4rkten Bel\u00fcftung des Belebtschlamms erreicht, durch welche ein S\u00e4ureverbrauch infolge des Nitrifikationsprozesses erreicht wird. Infolge dessen sinken die S\u00e4urekapazit\u00e4t im Reaktor und damit der pH-Wert. Eine Lyse des Belebtschlamms sowie Flockenzerfall stellen sich ein.<\/p>\n
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Kleintechnische Versuche
Im Vorfeld der Untersuchungen an der Membranbelebungsanlage fanden Kleintechnische Versuche im Laborma\u00dfstab statt. Dazu wurden jeweils zwei Batch-Reaktoren mit 2 verschiedenen Arten R\u00fccklaufschlamm unterschiedlichen Schlammalters betrieben, die verschiedene Hydrolysegrade aufwiesen. Dabei wurde einer der Batchreaktoren als Referenzreaktor mit Nitrifikation\/ Denitrifikation und der zweite ausschlie\u00dflich mit Nitrifikation betrieben. Anhand der Reaktoren erfolgten Untersuchungen zum Einfluss der Zugabe von unterschiedlich hohen Ammoniumfrachten auf die Einstellung des pH-Werts in den Reaktoren und der damit verbundenen L\u00f6sung der mineralischen Bestandteile. Dabei wurde Kalzium als Indikator f\u00fcr die mineralischen Substanzen im Belebtschlamm untersucht. Des Weiteren wurden die Reinigungsleistung der Mikroorganismen und deren Adaption an acide Betriebsbedingungen gepr\u00fcft.
Es konnten deutliche Zusammenh\u00e4nge zwischen der gel\u00f6sten Kalziumkonzentration und dem im Reaktor eingestellten pH-Wert gezeigt werden (siehe Abbildung). Damit steigt die gel\u00f6ste Kalziumkonzentration mit sinkendem pH-Wert. Die mineralischen Bestandteile des Schlamms nehmen ab, wobei eine genauere Quantifizierung noch erfolgen muss. Es konnte eine maximale Kalziuml\u00f6sungsrate von ca. 39 % bei einem minimalen pH-Wert von 4,5 ermittelt werden.<\/p>\n
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Die Menge an zudosierten Ammonium beeinflusst indirekt, den sich einstellenden pH-Wert in den Batchreaktoren. Bei starker Reduzierung der Ammoniumzugabe, ist der pH-Wert mit Verz\u00f6gerung in den neutralen Bereich angestiegen, wodurch die Kalziuml\u00f6sungsrate reduziert wurde. Bei erneuter Steigerung fiel der pH-Wert erneut ab und die gel\u00f6sten Kalziumkonzentrationen stiegen an. In diesem Zusammenhang
Im Anschluss an die Kleintechnischen Laborversuche haben die Versuche an der Kleinkl\u00e4ranlage (Membrananlage) begonnen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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