Projekt 04849/01

Versuchsreihe zur Denitrifikation von Abwasser nach dem AmRoTec-Vefahren auf der Verbandskläranlage in Kappel

Projektdurchführung

Ambs GmbH & Co.KG
Postfach 15 60
79305 Emmendingen

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Ziel des Projektes bestand in dem Nachweis, dass das im Trinkwasserbereich bereits bewährte, sogenannte AmROReC-Verfahren zur biologischen Nitratentfernung auch im abwassertechnischen Bereich auf Kläranlagen als nachgeschaltete Denitrifikation in sehr leistungsfähiger und ökonomischer Weise einsetzbar sein könnte. Kernstück des Verfahrens ist der patentierte, mit Blähton gefüllte, drehende Bioreaktor. Kleinen und mittleren Kläranlagen sollte damit ein Verfahren zur Verfügung gestellt werden, das die Umrüstung von Kläranlagen möglicherweise über die gesetzlichen Anforderungen der Stickstoffelimination hinaus sowie bei geringem Platzbedarf und ohne großen baulichen Aufwand ermöglicht.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Versuchsreihen wurden in mehrere Arbeitsschritte zur Ermittlung ver-schiedener Parameter unterteilt: maximale Belastung des Reaktors, Untersuchung verschiedener Kohlenstoffquellen, Reduzierung externer Kohlenstoffquellen und Nutzung von im zu klärenden Abwasser enthaltenen Kohlenstoffquellen und im Langzeittest die Ermittlung der Wartungs- und Reparaturanfälligkeit des Systems. Die Anlage wurde manuell gefahren.
Messwerte wurden zum Teil von der Messeinreichung der Kläranlage übernommen sowie von extra installierten Messeinrichtungen abgegeben bzw. photometrisch bestimmt. Die Eingangswerte wurden den jeweiligen Ablaufwerten des Reaktors gegenübergestellt. Zusätzlich wurden die entsprechenden Werte im Ablauf der Flotation erfasst. Da die Versuche über den Zeitraum von 1 Jahr liefen, konnten alle für das AmRoTec-Verfahren wesent-lichen betrieblichen Zustände auf der Kläranlage beobachtet werden, wie beispielsweise geringe Abwassermengen im Zulauf, hohe Zulaufmengen bei starken Regenfällen, hohe Abwasserbelastungen, geringe Belastungen, tiefe und hohe Abwassertemperaturen.


Ergebnisse und Diskussion

Zum Projekt liegt der Abschlussbericht vom September 2000 vor.

Im Ergebnis des Projektes konnte festgestellt werden, dass der Roto-Bio-Reaktor für die nachgeschaltete Denitrifikation gut geeignet ist. Der Reaktor verstopfte nicht; auch das Trägergut neigte auch dann nicht zur Klumpenbildung, als zur Kohlenstoffeinsparung Belebtschlamm aus dem Vorklärbecken eingespeist wurde.
Die Abbauleistung des Reaktors erreichte die Werte der bereits bekannten Versuche aus dem Trinkwasserbereich. Eine konstante Abbauleistung wie beim Trinkwasser konnte aber auf der Kläranlage nicht erreicht werden, da viele Faktoren auftraten, die das Ergebnis beeinflussten. Besonders zu nennen ist die schwankende Temperatur von ca. 6°C bis etwa 22°C, wobei die Abbauleistung bei 6°C 0,017 kg N pro m2 Durchsatz betrug und bei 22°C 0,029 kg N/m3 Durchsatz.
Auch die stark schwankenden Eingangswerte von Nitrat bzw. NO2 und NH4 ließen eine gleichmäßige Reaktorleistung nicht zu, da sich die Biolo-gie erst anpassen musste. Hierbei kommt der Steuerung der Anlage eine besondere Bedeutung zu. Die Versuchsanlage wurde im Projekt manuell gesteuert, d. h. die Anlagenparameter wurden nach den Messwerten manuell angeglichen. Dies führte zu Verzögerungen im Abbauverhalten, da nur in bestimmten Abständen gemessen wurde. Bemerkbar machte sich dies durch Unter- bzw. Überdosierung der Kohlenstoffquelle (erhöhte CSB-Werte). Dies bedeutete, dass ein vor dem Reaktor angeordnetes Speicherbecken den Mess- und Regeltechnikaufwand erheblich beeinflussen würde, da die Stickstofffracht - bestimmt durch Wassermenge und Stickstoffkonzentration - gleichmäßiger anfällt.

Die Wahl der Kohlenstoffquelle hatte keinen Einfluss auf die Leistung des Reaktors. Begonnen wurde mit Ethanol; dann wurde auf Essigsäure umgestellt. Die Verbrauchsmessungen bestätigten Literaturwerte. Eine deutliche Senkung durch in der Kläranlage (Vorklärstufe) vorhandene Kohlen-stoffquellen konnte nicht erreicht werden. Als Erklärung ist anzunehmen, dass sich in erster Linie Bakterien ansiedelten, die auf Essigsäure ausgerichtet waren und deshalb der Schlamm durch die Anlage durchlief. Die erhöhten CSB-Werte konnten auch in der Flotation nicht gesenkt werden. In diese Richtung sieht die Firma Ambs noch Bedarf für künftige Untersuchungen zur Anpassung der Bakterien bei wechselnden Zusatzkohlenstoffquellen.
Die Dimensionierung des Reaktors kann auf Basis der Projektergebnisse durchgeführt werden. Sie verhält sich ähnlich wie im Trinkwasserbereich, da die Abwasserwassertemperatur im Jahresmittel nur unwesentlich höher als die des geförderten Grundwassers liegt. Die Flotation wurde beim Versuch nur am Rande mit betrachtet, da der Schwerpunkt der Untersuchun-gen dem Roto-Bioreaktor selbst galt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Kontaktadresse:
Firma Friedrich Ambs GmbH & Co. KG Apparate - Rohrleitungsbau, Karl-
Friedrich- Strasse 89 / 91, 79312 Emmendingen, Ansprechpartner: Herr Hoppe, Tel. 07641 / 58 01 - 90, Fax -49.

Auf die im Projekt geplanten Versuche auf der Kläranlage Kappel wurde im Vorfeld in der örtlichen Presse hingewiesen. Auch waren Behörden, wie Landkreis, Regierungspräsidium und Landesregierung auf das Projekt und bestehende Besichtigungsmöglichkeiten auf der Kläranlage hingewiesen worden. Die IHK und verschiedene Ingenieurbüros nahmen Besichtigungsgelegenheiten war. Gemeinsam mit einem anderen Ingenieurbüro konnte in Form einer Diplomarbeit die Versuchsreihen durch ähnliche Untersuchungen auf der Kläranlage Oberwesel erweitert werden. Nach Abschluss der Versuche wurden verschiedene Artikel veröffentlicht und das Verfahren auch auf der IFAT 99 in München gezeigt.


Fazit

Die nachgeschaltete Denitrifikation mit dem Roto-Bio-Reaktor ist grundsätzlich sowohl mit Essigsäure sowie mit Ethanol als Kohlenstoffquelle ohne Einschränkung möglich. Es gelang allerdings nicht, eine nennenswerte Ein-sparung von externen C-Quellen durch Einsatz von Schlamm der Nachklä-rung zu erreichen. Zudem war eine Erhöhung des CSB/ BSB-Wertes am Reaktorablauf messbar, so dass dieses Wasser nicht direkt dem Ablauf der Kläranlage zugeleitet werden kann, ohne vorher über die Nachklärung oder Flotation behandelt zu werden.