MOE-Fellowship: Dejan Peric

Behandlung von Deponiesickwasser und von Konzentrat aus der Umkehrosmoseanlage

Behandlung von Deponiesickwasser und von Konzentrat aus der UmkehrosmoseanlageBeim Durchsickern von Niederschlagswasser werden aus dem Deponiekörper wasserlösliche Stoffe (z.B. Salze) ausgelaugt. Die Sickerwasserbeschaffenheit hängt wesentlich vom abgelagerten Material und den daraus gelösten Stoffen infolge biologischer Umsetzungsvorgänge und Deponie – Milieubedinungen (aerob. anaerob. pH-Wert) ab. Wasserhaushalt, Gasbildung und Sickerwasserbelastung beeinflussen sich dabei gegenseitig und sind über die Lebensdauer einer Deponie großen Schwankungen unterworfen. Da sich die Zusammensetzung eines Sickerwassers einer Deponie im Laufe der Zeit aufgrund von biochemischen und physikalischen Prozessen im Deponiekörper verändert, muss man zuerst eine Versuchsanlage anwenden, um ein abwassertechnisches Konzept zu beurteilen und die Charakterisierung von Abwasser (Prüfung der biologischen Abbaubarkeit von Abwasser) durchzuführen. Eine BIOMEMBRAT®-Versuchsanlage der Fa. Wehrle Umwelt GmbH wurde benutzt. Das Verfahren der BIOMEMBRAT®-Versuchsanlage setzt sich aus der Biologie (Denitrifikation und Nitrifikation) für Entfernung der Kohlenstoffverbindungen und des Ammoniums und der Ultrafiltration, als letzter Schritt, für die Trennung des Schlammes und des gereinigten Wassers (Permeat) zusammen. Als Vorklärung wurde eine Flotationsanlage für die Entnahme von den suspendierten Stoffen, Kolloiden, Ölen und Fetten verwendet. Die Untersuchung dauerte 81 Tage und umfasste die Variation und Optimierung verschiedener Betriebsparameter (pH, Dosierungsmengen der unterschiedlicher Chemikalien im Abhängigkeit vom Durchsatz und Inhalt des Zulaufswassers), sowie tägliche Analysen von Ammonium, Nitrit, Nitrat, CSB (Chemische Sauerstoff Bedarf) pH, Leitfähigkeit des Zulauf- und Ablaufswassers. Eine der grundlegenden Zielsetzungen der Untersuchung mittels der Versuchsanlage sind sowohl die Bestimmungen von biologischem Abbaugrad organischer Kohlenstoffverbindungen und Stickstoffverbindungen im Sickerwasser als auch die Aufnahme aller bemessungsrelevanten Daten (Chemikalienbedarf, Sicherstellung der Reinigbarkeit der Ultrafiltrationsmodule usw.). Über den gesamten Versuchszeitraum wurden die Proben von Zulaufwasser und Permeat jeden Tag auf pH, Leitfähigkeit, CSB, Cl-, NH4-N und nur in Permeat auf NO3-N untersucht. Anhand den bekommenen Ergebnisse kann man sowohl Abbaugrad des Sickerwassers als auch Beeinflussungen der Eingabegrößen auf Abbaugrad des Sickerwassers bestimmen.Behandlung vom Konzentrat aus der Umkehrosmoseanlage Aufgrund der Tatsache, dass in vielen Ländern, in denen die Wehrle Umwelt GmbH Sickerwasserbehandlungtechnologie (BIOMEMBRAT-Verfahren) zum Einsatz kommt, Grenzwerte hinsichtlich der abzuleitenden Salze bestehen, ist es erforderlich der biologischen Behandlung eine Umkehrosmose nachzuschalten, um einen einleitfähigen Ablauf zu erzeugen. Die dabei entstehenden Konzentrate müssen idR. entweder kostenintensiv entsorgt oder weiterbehandelt werden. Die bisher bekannten Konzepte zur Vermeidung dieser Probleme, wie die Eindampfung des Konzentrates, ist sehr kostenintensiv oder unausgereift und stellt zudem keine wirkliche Lösung des oben beschriebenen Problems dar. Um das Konzentratproblem zu lösen, erscheinen Elektrolyseverfahren zielführend, in denen die Konzentrate derart aufbereitet werden, dass eine erhebliche CSB- und Salz-Reduzierung stattfindet. In Vorversuchen konnte ermittelt werden, dass das Verfahren zur Behandlung der Konzentrate sowohl den Sulfatgehalt, wie auch den CSB und Chloridgehalt einer entsprechenden Probe um 30-50% reduzieren konnte, indem diese Stoffe in eine feste Phase überführt und so dem Konzentrat entnommen werden konnten. Die Leitfähigkeit des behandelten Konzentrates sank bei der Behandlung von ca. 30 auf unter 20 mS/cm. Um diese in der Behandlung von RO (Reverse Osmosis) Konzentraten bisher noch nicht eingesetzte Technologie auf Ihre Wirksamkeit unter realen Bedingungen zu testen, sind kontinuierliche Pilotversuche vor Ort erforderlich. Das Funktionsprinzip des angewandeten Verfahrens beruht auf elektrischem Strom, der durch das zu behandelnde Abwasser geleitet wird. Man kann die gleichartigen Elektroden aus Aluminium, oder aus Eisen anwenden oder die Kombination von Aluminium- und Eisen-Elektroden zu machen. Das für die gewünschte Reaktion benötigte Eisen und Aluminium wird hier durch das elektrolytische Auflösen dieser Metalle beim Einsatz als Opferanoden in Lösung gebracht. Durch den Einsatz dieser Substanzen in metallischer Form und ihr anodische Auflösen werden die benötigten Metallionen ohne unwirksame Anionen und somit auch aufsalzungfrei in die Lösung gebracht. Zusätzlich bewirkt ein Teil des Stroms die direkte elektrolytische Umsetzung bzw. Veränderung von Abwasserinhaltstoffen. Es finden Oxidations- und Reduktionsreaktionen an den jeweiligen Elektroden statt. Während des anodischen Auflösens der Metalle wird gleichzeitig der pH-Wert der Lösung erhöht. Aus dem gelösten Metall bildet sich so Metallhydroxid. Die dabei langsam frisch entstehenden Flocken haben durch ihr Gefüge ein enormes Binde- und Aufnahmevermögen für andere Stoffe und ermöglichen durch die Art der Herstellung eine gute Filterbarkeit auch ohne Flockungshilfsmittel. Die gebildeten Flocken werden mittels Kammerfilterpresse abgetrennt, es entsteht ein stichfester Filterkuchen

AZ: 30010/243

Zeitraum

01.03.2010 - 28.02.2011

Land

Balkan

Institut

WEHRLE Umwelt GmbH

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Betreuer

Dr. Bernd Fitzke