Rückgewinnung von Nährstoffen aus dem Abwasser von Vergärungsanlagen

Stipendiatin/Stipendiat: Lucia Cisarova

Ein weltweiter Trend in der Abwasserbehandlung ist nicht nur die Reinigung, sondern auch Verwertung der enthaltenen Stoffe. Durch Anaerobanlagen wird Biogas hergestellt, neue Forschungen führen z.B. zur Wasserstoffproduktion oder direkten Energieerzeugung aus dem Abwasser. Unser Versuch folgte diesem Trend und war auf Rückgewinnung der Nährstoffe aus dem Abwasser orientiert. Das Wasser für diesen Versuch stammte aus einer Vergärungsanlage der mechanisch-biologischen Abfallbehandlung. Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung einer Technologie der aerobischen biologischen Abwasserbehandlung, bei welcher kein Ammonium nitrifiziert wird. Grundlage für den Versuch war die Erkenntnis, dass der Nitrifikationsprozess empfindlicher als die Kohlenstoffentnahme ist. Bei den spezifischen Bedienungen in dem Bioreaktor ist es dann möglich, die Nitrifikation selektiv zu unterdrücken. Den größten Einfluss auf die mikrobiologische Aktivität und ihr Wachstum haben die Sauerstoffkonzentration, Schlammalter, Temperatur und pH-Wert. Diese wurden im Versuch betrachtet, um die hohe NH4N-Konzentration im Ablauf zu erreichen. Es wurden keine Hemmungsmittel dosiert.Der Versuch wurde an der hochleistungsfähigen Biomenbran-Versuchsanlage durchgeführt, die umfasst den Bioreaktor trocken aufgestellte Membranmodule. Im Bioreaktor mischt sich das Abwasser mit Belebtschlamm und hier findet die Hauptentnahme der organischen Stoffe statt. Der Belebtschlamm wird mit der Kreislaufpumpe aus dem Bioreaktor zu den trocken aufgestellten Ultrafiltrationsmodulen gefördert. Aufgrund der hohen, durch die Kreislaufpumpen erzeugten Anströmgeschwindigkeit wird eine Deckschichtbildung verhindert. Hier wird der Schlamm von Abwasser getrennt und entsteht zwei Produkten Permeat (gereinigtes Wasser) und Retentat (Schlammkonzentrat). Schlammkonzentrat wird kontinuierlich in den Bioreaktor zurückgefördert. Dank sehr wirksamer Trennung mittels der Filtration wird im Bioreaktor hohe Schlammkonzentration erhalten. Permeat fließt in den Permeatbehälter und weiter in die Kanalisation. Eine sehr effektive Belüftung wird durch die Triebstrahldüse und den eingestellten Druck im Bioreaktor erzeugt.Der Versuch hat nachgewiesen, dass die effiziente Unterdrückung des Nitrifikationsverfahrens in aeroben Bioreaktor möglich ist. Der im Abwasser enthaltene Ammoniumstickstoff wurde im Ablauf vollständig wiedergefunden und gleichzeitig wurde eine gute Kohlenstoffentnahme gemessen. Die Ergebnisse dieses Versuchs bedeuten einen erweiterten Schritt in der Entwicklung von Technologien für die Rückgewinnung von Nährstoffen aus dem Abwasser. Nach einer derartigen Vorbehandlung ist das Abwasser optimal für Umkehrosmose aufbereitet.

Förderzeitraum:
01.02.2011 - 31.07.2011

Institut:
WEHRLE Umwelt GmbH

Betreuer:
Dr. Bernd Fitzke

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Rückgewinnung von Nährstoffen aus dem Abwasser von Vergärungsanlagen
Rückgewinnung von Nährstoffen aus dem Abwasser von Vergärungsanlagen