Projekt 06849/01

Entwicklung und Erprobung eines Rieselstromreaktors zur aeroben biologischen Behandlung von hochbelasteten Wässern mit niedrigem Energieaufwand

Projektdurchführung

Hahnewald GmbH
Freitaler Str. 30
01189 Dresden

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Aus dem Einsatz wassersparender Technologien und der zunehmenden Mehrfachnutzung von Prozeßwässern ergibt sich ein wachsender Bedarf an leistungsfähigen und kostengünstigen Verfahren für die Behandlung hochbelasteter Industrieabwässer. Ver-schärfte gesetzliche Auflagen stellen auch viele kleine und mittlere Unternehmen vor die Entscheidung, die Abwasserfracht in innerbetrieblichen Anlagen zu reduzieren. Biologische Verfahren gewinnen dabei aufgrund eines weitgehend chemikalienfreien Betriebes immer mehr an Bedeutung.
Ziel des Vorhabens ist die Entwicklung einer leistungsstarken und betriebsstabilen Technologie mit niedrigen Investitionskosten sowie sehr niedrigen Energie- und Betriebskosten für die Reinigung hochbelasteter Abwässer mittelständiger Unternehmen in verschiedenen Wirtschaftsbereichen.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt wurde insgesamt durch die TU Dresden wissenschaftlich unterstützt. Insbesondere fand eine umfangreiche Begleitung bei der analytischen Auswertung und Diskussion der Versuche statt. Die Analytik wurde im Labor der TU Dresden auf dem Gelände der Kläranlage Dresden vorgenommen.
Im Verlaufe der Entwicklung wurde das Verfahren des Rieselstrom-Reaktors im Technikumsmaßstab am Beispiel der biologischen Nitrifikation im Rahmen umfangreicher Untersuchungen getestet.
Innerhalb des ersten Versuchsabschnittes im 2. Halbjahr 1995 wurden mit einer halbtechnischen Versuchsanlage die grundlegenden Zusammenhänge des Prinzips Rieselstrom-Reaktor und hohe organische Fracht im Dauerbetrieb sowie bei Variation der Betriebseinstellungen untersucht und optimiert. Die Umsetzung dieser Untersuchungen in den Praxisbetrieb erfolgte im ersten Quartal 1996 in Form von Projektierung, Bau und Betrieb der Pilotanlage (Reaktorvolumen 14 m³) zur Behandlung des Abwassers einer Großwäscherei vor Einleitung in die Kanalisation.
Aus Basis der Versuchsergebnisse wurde im 2. Quartal 1996 eine weitere Pilotanlage in einem Betrieb der Tierkörperverwertung errichtet. Zur ständigen Einhaltung der Einleitbedingungen wurde eine 2. Stufe zur weitergehenden Abwasserreinigung mit Restnitrifikation und anschließender Denitrifikation aufgebaut.
Mit den durchgeführten Untersuchungen wurden die Zusammenhänge zwischen Abbauleistung und den gewählten Betriebsparametern erarbeitet. Wichtige Parameter für den Anlagenbetrieb sind der Rohwasserzufluß, Biomassegehalt, hydraulische Belastung und Belüftung. Desweiteren wurden die Betriebssicherheit des Verfahrens sowie der Kontroll- und Bedienaufwand abgeschätzt.


Ergebnisse und Diskussion

Zum Projekt liegt der ausführliche Abschlußbericht vom Dezember 1997 vor.

Mit dem Bau der beiden Pilotanlagen des Rieselstrom-Reaktors und dem Betreiben der Anlagen unter Praxisbedingungen wurden die großtechnische Realisierung und die Vorteile des Verfahrens demonstriert. Anhand von zwei unterschiedlichen Aufgabenstellungen wurde der stabile Betrieb erfolgreich nachgewiesen. Im Rahmen des Projektes war es möglich, wichtige Zusammenhänge zu erkennen, die Technologie zu optimieren und allgemeingültige Bedingungen für die Bemessung weiterer Anlagen festzulegen. Die ersten Praxiseinsätze des Rieselstrom-Reaktors lassen Verallgemeinerungen zur Anwendungsvielfalt des Verfahrens zu.

Der Rieselstrom-Reaktor arbeitet mit einem sehr effektiven Belüftungsprinzip und erreicht eine hohe Raumabbauleistung bei niedrigen Investitions- und sehr niedrigen Betriebskosten. Die Grundlage dafür bildet eine hohe Konzentration aktiver Biomasse in einem Bett aus kleinkörnigem Trägermaterial, welches von dem zu behandelnden Abwasser von oben nach unten überrieselt und in Gegenrichtung von Luft durchströmt wird. Weitere wichtige Vorteile der neuentwickelten Technologie sind der einfache Aufbau, der vollautomatische Betrieb bei minimalem Bedienaufwand und der geringe Platzbedarf.
Anlagen nach dem Prinzip des Rieselstrom-Reaktors werden nach dem Baukastensystem direkt an die gegebenen Bedingungen angepaßt. Sie können überall dort eingesetzt werden, wo Abwässer oder Abwasserkonzentrate mit hoher organischer Fracht (CSB, BSB) oder hoher Ammoniumkonzentration
NH4) vor Indirekteinleitung (Kanalisation), Direkteinleitung (Vorflut) oder zur Wiederverwendung (Spülwasser) mit niedrigem Aufwand behandelt werden sollen. Dies betrifft zahlreiche Unternehmen der mittelständigen Industrie, der Landwirtschaft und der Altlastensanierung.
Die Umweltentlastung durch das Verfahren ergibt sich aus dem sehr geringen Energiebedarf, dem niedrigen Investitionsaufwand sowie der anwenderfreundlichen Anlagengestaltung.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Kontaktadresse:
Firma Hahnewald GmbH, Freitaler Straße 30, 01189 Dresden, Ansprechpartner: Herr Dr. Haldenwang, Herr Hahnewald, Tel. 0351 / 4084236,
Fax 4015425.
Technische Universität Dresden, Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft, 01062 Dresden, Ansprechpartner: Herr Dr. Kermer, Tel. 0351/4633877.


Fazit

Die Kombination zwischen einem nicht eingestauten Reaktionsraum mit Zwangsbelüftung und einem kleinkörnigem Aufwuchsträgermaterial, wie sie mit dem Rieselstrom-Reaktor verwirklicht wurde, war vor dem Projekt noch nicht bekannt.

Im Projekt wurden zwei technische Pilotanlagen des Rieselstrom-Reaktors aufgebaut und in Betrieb genommen. Damit kann die Hahnewald GmbH zwei repräsentative Referenzanlagen vorweisen. Die im Vergleich zum Stand der Technik hohe Leistungsfähigkeit bei nur niedrigen Kosten sowie die Möglichkeit der individuellen Anpassung des Verfahrens an unterschiedliche Industrieabwässer konnte weitere produzierende Unternehmen von den Verfahrensvorteilen des Rieselstrom-Reaktors überzeugen. Aufgrund des Projektes wurden bereits weitere Großanlagen in der Fleischverarbeitenden Industrie, der Milchwirtschaft und der Chemischen Industrie realisiert.

Mit der Anwendung in vielen Bereichen der Industrieabwasserbehandlung ergibt sich auch die Frage nach einem Einsatz der neuen Technologie für die biologische Behandlung kommunalen Abwassers. Interessant ist hier die intensive Vorbehandlung des Abwassers zur Entlastung und Stabilisierung bestehender Kläranlagen und die Ausrüstung dezentraler Objekte ohne Anschluß an die Kanalisation. Da es sich hierbei um ein prinzipiell anderes Abwasser und andere Forderungen handelt, welche eine Kombi-nation mit weiteren Vor- und Nachbehandlungsstufen notwendig machen, würde sich zusätzlicher Forschungsaufwand ergeben.

Im Projekt wurden alle Zielstellungen vollständig erreicht und erfolgreich in die Praxis umgesetzt.