Projekt 04949/01

Weiterentwicklung der BLENKE-KASKADE zur aeroben biologischen Abwasserreinigung durch Versuche auf der Kläranlage Waiblingen-Hegnach

Projektdurchführung

Becker Verfahrenstechnik GmbH & Co.
Friedrich-List-Str. 9
71364 Winnenden

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel des Projekts war die Verbesserung von Abwasserreinigungen auf der Basis biologisch-aerober Systeme durch Einsatz einer Blenke-KaskadeÒ. Dies sollte durch die speziellen Eigenschaften der Blenke-KaskadeÒ, gute Durchmischung des Inhalts der Kammern bei gleichzeitiger Vereinheitlichung des Verweilzeitverhaltens, ermöglicht werden.Zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der BKÒ sollte diese parallel zu einem Propellerschlaufenreaktor des Instituts für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) der Universität Stuttgart betrieben werden. Modellhaft gereinigt werden sollte das Abwasser einer Textildruckerei.Im Ergebnis sollte kleinen Produktionsunternehmen ein kostengünstiges, kompaktes und effektives Reaktorsystem zur Reinigung betrieblicher Abwässer zur Verfügung gestellt werden können .


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZu Beginn des Projekts wurde eine Pilotanlage entsprechend den erwarteten Abwasservolumenströmen sowie den notwendigen mittleren Verweilzeiten geplant, aufgebaut und in Betrieb genommen. Anschließend wurde die notwendige Meßtechnik installiert und kalibriert. Zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Blenke-KaskadeÒ wurden Untersuchungen des Verweilzeitver- haltens der Liquidphase in der BKÒ durchgeführt. Die erhaltenen Meßkurven zur Verweilzeitverteilung zeigten, daß die Leistungsfähigkeit der BKÒ nicht den Erwartungen entsprach. Es wurden deshalb weitergehende Grundlagenuntersuchungen notwendig, um die Ursache der ungenügenden Leistungsfähigkeit herauszufinden. Hierzu wurden zuerst Versuche zur Strömungsvisualisierung durchgeführt. Um die Ergebnisse dieser Versuche zu bestätigen und quantifizierbar zu machen, wurde ein mathematisches Modell entwickelt, um die Strömungsverhältnisse in der BKÒ beschreiben zu können.
Der Vergleich der Meßkurven der Verweilzeitverteilung mit den Modellkurven des entwickelten Modells zeigte, dass die Ursache der ungenügenden Leistungsfähigkeit in der sich ausbildenden Strömung in der BKÒ zu finden war. Der Strömungsverlauf entsprach nicht den Erwartungen. Daraufhin wurde eine Änderung der Kaskadengeometrie in Erwägung gezogen. Voruntersuchungen mit verschiedenen Vorschlägen zur neuen Geometrie zeigten, dass der Einsatz einer Variante die Ursachen der ungenügenden Leistungsfähigkeit beseitigen könnte. Schließlich wurde die Geometrie der BKÒ der Pilotanlage geändert. Die nun erzielbaren Ergebnisse entsprachen den zu Beginn der Untersuchung erwarteten Ergebnissen.


Ergebnisse und Diskussion

Die Reinigung von Abwasser einer Textildruckerei konnte im Projekt nicht erreicht werden, da sich im Verlauf von Voruntersuchungen (während der Inbetriebnahmephase) Probleme zeigten. Bei den notwendigen Betriebsparametern stellten sich fluiddynamische Verhältnisse ein, die aufgrund vorangegangener Untersuchungen nicht vorausgesehen werden konnten. So waren die notwendigen weitergehenden Grundlagenuntersuchungen bzw. Reaktorsimulationen zu Beginn des Projekts nicht eingeplant gewesen. So ergab sich eine deutliche Verschiebung der geplanten Projektlaufzeit von einem Jahr. Die Simulation und Modellierungen durch die Universität Stuttgart auf dem Gebiet der Verfahrenstechnik ermöglichten jedoch eine genaue Beschreibung der Problematik und Lösung des Problems . Im Rahmen der ergänzenden Untersuchungen wurde u. a. eine mathematische Modellierung der Strömungsverhältnisse der Liquidphase in der BKÒ durchgeführt. Danach wurde eine Änderung der Geometrie der Blenke-KaskadeÒ vorgenommen.
Aufgrund der Dauer dieser grundlegenden Untersuchungen und ihres inhaltlichen Umfanges war es während der Laufzeit des Förderprojekts nicht mehr möglich, die geplanten Versuche zur biologischen Reinigung eines Textildruckereiabwassers durchzuführen. Da sich der Einsatz der Pilotanlage für die biologische Reinigung eines Textildruckereiabwassers verzögerte, konnte mit Ablauf der Projektlaufzeit noch keine Aussage bezüglich der potentiellen Umweltentlastung gemacht werden. Zusammenfassend schätzte die Becker Meßtechnik GmbH jedoch ein, dass die Pilotanlage aufgrund der Geometrieänderung für die biologische Abwasserreinigung geeignet war.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Da noch keine Versuche zur biologischen Abwasserreinigung durchgeführt werden konnten, wurden zur Verbreitung der Versuchergebnisse keine weiteren Schritte in die Wege geleitet. Die Ergebnisse der oben genannten Grundlagenuntersuchungen, die im Rahmen einer Studien- und einer Diplomarbeit in Zusammenarbeit mit dem Institut für Chemische Verfahrenstechnik (ICVT) der Universität Stuttgart durchgeführt wurden, sind der Öffentlichkeit in gedruckter Form zugänglich.


Fazit

Das Projekt Verbesserung von Abwasserreinigungen konnte durch die unerwartet aufgetretenen Probleme nicht bis zum geplanten Stadium durchgeführt werden. Den Verlauf des Projekts beurteilte die Becker Meßtechnik GmbH jedoch letztlich insgesamt positiv, da die durchgeführten ausführlichen Untersuchungen erwarten ließen, dass die Pilotanlage erfolgreich zur biologischen Abwasserreinigung eingesetzt werden konnte. Die weiteren Planungen sahen vor, die Pilotanlage im Realbetrieb zu erproben. Dazu sollte diese parallel zu einem Propellerschlaufenreaktor des Instituts für Textil- und Verfahrenstechnik (ITV) der Universität Stuttgart betrieben werden. Die geplanten Versuche sollten sich mit der Tauglichkeit der Pilotanlage für die biologische Abwasserreinigung beschäftigen, besonders sollten jedoch die optimalen Betriebsparameter der Pilotanalge ermittelt werden.