Montag, Mai 17, 2021

Bio-P auf dem Rückzug?

Der Abwasserzweckverband Heidelberg umfasst die Städte Heidelberg, Eppelheim und Neckargemünd sowie die Gemeinde Dossenheim. Er ist zuständig für die Abwasserableitung und die Abwasserreinigung im Verbandsgebiet. Hauptaufgabe ist daher der Betrieb des Großklärwerkes mit einer Ausbaugröße von 380.000 E + EGW. Die Anlage ging 1983 in Betrieb und war ursprünglich ausgelegt auf den Abbau der organischen Abwasserinhaltsstoffe CSB und BSB sowie des Phosphors mittels Simultanfällung durch
Eisenchloridsulfat. Die zusätzlichen Anforderungen an die Nährstoffelimination, insbesondere von Stickstoff, wurde in Heidelberg  durch Verfahrensoptimierung erfüllt. Durch Verkürzung und Umbau der Vorklärung in Grobentschlammung und anoxische Zonen ließ sich der Stickstoffablaufwert von 13 mg/l einhalten. Zudem stellte sich eine biologische P-Elimination ein, die 2005 durch eine chemische P-Elimination ersetzt wurde. Gründe und Betriebserfahrungen sind im Nachfolgenden zusammengestellt.

Nach Umbau der Vorklärung in Grobentschlammung und anoxische Zonen stellte sich neben der gezielten Stickstoffentfernung gleichzeitig eine biologische Phosphorelimination
ein. Ein Verfahrensbild ist in Abb. 1 dargestellt. Mit dieser Betriebsweise wurde die Anlage bis 2005 betrieben.

Biologische P-Elimination
Unterstützt und positiv beeinflusst wurde dieser Prozess durch die Abwasserzusammensetzung. Im Einzugsgebiet der Kläranlage befindet sich ein Lebensmittebetrieb, der Fruchtsäfte
und Fruchtsaftkonzentrate herstellt. Das Abwasser des Betriebes war sehr hoch belastet mit leicht abbaubaren Kohlenstoffverbindungen (70.000 EGW). Zur Unterstützung und Sicherstellung des Ablaufwertes wurden Fällmittel in der Größenordnung von 0,3 mol Fe pro mol P zugegeben. Unter
diesen Voraussetzungen ist es gelungen, einen P-Ablaufwert von kleiner 1 mg/l einzuhalten. Bei mittleren Zulaufkonzentrationen von 9 mg P/l betrug der Ablaufwert bei dieser
Betriebsweise 0,7 mg P/l im Jahresdurchschnitt.

Im Jahr 2005 veränderte sich die Abwasserzusammensetzung im Zulauf der Kläranlage deutlich. Der Lebensmittelbetrieb hatte eine eigene Vorbehandlungsanlage gebaut, was zu einer deutlichen Reduzierung der Abwasserfracht bzw. Belastung, insbesondere der leicht abbaubaren Kohlenstoffverbindungen führte (Tabelle1). Die biologische P-Elimination war unter
diesen Umständen nicht aufrechtzuerhalten. Neben der reduzierten Zulauffracht machten insbesondere auch Belastungsschwankungen am Wochenende Probleme. Versuche einer belastungs- und/oder zuflussabhängigen Zudosierung von C-Quellen führten nicht zum Erfolg, so dass man sich
entschied, die Phosphorelimination wieder auf chemischem Wege zu betreiben.

Chemische P-Elimination
Die Umstellung von biologische auf chemische P-Elimination erfolgte im Jahr 2005. Bei analogen Zulaufwerten wie vor der Umstellung von 9 mg P/ l betrug der Ablaufwert im Jahresmittel
0,45 mg P/l. Als Fällmittel wurde bzw. wird Eisen-IIIChloridsulfat in der Größenordnung von 1,4 Mol Fe pro Mol P eingesetzt.

Vergleich biologische versus chemische P-Elimination
Im Nachfolgenden sind erste Erfahrungen und Daten der unterschiedlichen Verfahren zusammengestellt. In den Jahren 2003 und 2004 erfolgte die P-Elimination wie beschrieben auf biologische, im Jahr 2006 auf rein chemische Weise. Die Umstellung geschah im Jahr 2005. Nach einem Jahr Betrieb
hat die Umstellung im Wesentlichen folgende Faktoren beeinflusst: Prozessstabilität, Fällmittelmenge, Schlammmenge, Entwässerungseigenschaften des Faulschlamms (Flockungsmittelmenge und Entwässerungsgrad).

Den ganzen Bericht lesen Sie unter:
http://www.die-wasserlinse.de/download/ausgabe_1210/wl12_komplett.pdf

Zusammenfassung
Der Abwasserzweckverband hat im Jahr 2005 die biologische durch die chemische P-Elimination ersetzt. Dies hat sich sehr positiv auf die Prozessstabilität ausgewirkt. Hinsichtlich der Kosten lässt sich nach einem Betriebsjahr eine leichte Steigerung um etwa 1,2 Cent/m³ gebührenfähige Abwassermenge
feststellen. Sowohl bei der Prozessstabilität als auch bei der Kostenbetrachtung handelt es sich um erste Erkenntnisse, die in der Folgezeit noch weiter betrachtet und vertieft werden müssen.

Autor:
Dipl.-Ing. Jürgen Weber
Abwasserzweckverband Heidelberg