Einführung
Im nördlichen Schwarzwald betreibt der Abwasserverband Empfingen die Kläranlage Fischingen. Sie wurde 1967 in Betrieb genommen und ist mittlerweile auf eine Ausbaugröße von 8100 EW erweitert worden. Ungewöhnlich ist vielleicht, dass bei dieser Größe die Anlage bereits damals mit einem 332 m³ „großen“ Faulbehälter und einem 35-m³-Niederdruck-Gasbehälter errichtet wurde. In den vergangenen 42 Jahren wurde die Kläranlage mehrfach umgebaut und dem Stand der Technik angepasst. Mit Rechen, Schneckenhebewerk, Sandfang, Vorklär-, Denitrifikations- und Nitrifikationsbecken sowie mit einer Eisenphosphatfällung verfügt die Anlage über alle Einrichtungen einer zeitgemäßen Abwasserreinigung. Natürlich blieb es nicht aus, dass es auf der Kläranlage, dem Verbandssammler und den Einrichtungen der Regenwasserbehandlung immer wieder einmal zu größeren und kleineren Betriebsproblemen kam. Aber durch kontinuierliche Verbesserungen und Erneuerungen ist es uns gelungen, den Betrieb positiv voranzubringen. Besonders erfolgreiche Veränderungen gab es vor allem beim Betrieb des Faulbehälters sowie der energetischen Verwertung des Klärgases. Darüber will ich hier berichten.

Der Faulturm schäumt
Zustand 1999
Der Überschussschlamm wurde direkt in den Voreindicker gepumpt. Er dickte ein, und das Wasser konnte abgezogen werden. Anschließend wurde der Primärschlamm dazugegeben, und der Faulbehälter konnte nach Augenmaß, täglich zwei- bis viermal beschickt werden. Mit der Faulraumtemperatur gab es gewisse Probleme. Sie konnte gerade so auf knapp 30 °C gehalten werden. Die Heizungsvorlauftemperatur lag bei 80 bis 90 °C. Bei dieser Betriebsführung wurden pro Jahr ca. 8000 l Heizöl verbraucht. Der Faulbehälter schäumte mehrmals im Jahr – vor allem im Winter. Da halfen nur noch Entschäumungsmittel. Die „regelmäßige“ Schaumbildung störte nicht nur den Betriebsablauf. Die Situation war auch sonst nicht zu unterschätzen, denn die Gasleitungen verstopften, sodass die Sicherheitseinrichtungen ansprangen. Und natürlich wurde im Endeffekt Klärgas ungenutzt in die Atmosphäre abgegeben. Sehr lästig war auch, dass alle Komponenten, die mit dem Schaum in Berührung gekommen waren, unter Beachtung aller Sicherheitsmaßnahmen aufwendig von Hand gereinigt werden mussten.

Zustand 2008
Der Überschussschlamm wird im Vorklärbecken zusammen mit dem Primärschlamm eingedickt und im Voreindicker zwischen gelagert…
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Betriebsinfo Informationen für das Betriebspersonal von Abwasseranlagen Heft 2 – 2011

Autor
Klärwärter Edwin Bailer
Kläranlage Fischingen

Unsere Kläranlage der Samtgemeinde Wathlingen liegt in Niedersachsen in der Nähe von Celle; sie hat eine Ausbaugröße von 18 800 EW mit vorgeschalteter Denitrifikation, Nitrifikation und Bio-P-Elimination. Durch den strengen und langen Winter stellte sich nach einigen Wochen eindeutlicher Anstieg von Nitrit in unserer Biologie ein. Dies ist für uns deshalb von Bedeutung, weil wir nach unerem Bescheid einen Grenzwert fürNO2-N von 0,5 mg/l einhalten müssen. Wir leiten nämlich in ein empfindliches Gewässer ein. Innerhalb von nur einem Wochenende war der Nitritwert im Ablauf von 0,02 mg/l auf 0,5mg/l angestiegen. Dieser Wert erhöhte sich in den nächsten Tagen auf 0,95 mg/l, mit einem gemessenen Spitzenwert von 5,2mg/l. Hierdurch wurde unsere Biologie empfindlich beeinträchtigt, denn die Nitrifikation wurde im zweiten Schritt erheblich gestört. Jetzt hieß es für uns zu handeln -aber die Frage war „wie“? Meine Kollegen und ich erinnerten uns an ein DWA-Praxisseminar, das wir am10. September 2009 in Verden/Allerunter der Leitung von Dr.-Ing. Holger Scheer aus Essen besucht haben. Bei dieser Tagung lernte ich Dipl.-Ing.Wilfried Osterloh kennen, der über Strategien zur Vermeidung von Betriebsstörungen auf Kläranlagen referierte. Ein Thema dabei war die Überschreitung der Einleiterwerte. Nun waren wir beim Thema Nitrit und den Maßnahmen, die helfen können. Ich wurde sehrhellhörig und hörte aufmerksam zu, denn schon einmal erlebte ich vor Jahren unruhige Wochen durch hohe Nitritwerte in unsere Anlage. Wilfried Osterloh sprach über einen kurzzeitigen und gezielten Einsatz von Essig-säure. Nun wurden meine Kollegen und ich aktiv. Die Essigsäure für eine Versuchsanlage zu bekommen, war kein Problem. Frau Klostermann von der Firma SKAD versorgte uns sehr schnell mit dem Material. Nun brauchten wir für den Versuch noch eine geeignete Dosieranlage, die auch winter- und wetterfest ist. Da wir selber ausbilden, stand uns ein guter Auszubildender mitgroßem handwerklichem Geschick zur Verfügung. Innerhalb von zwei Tagen hatten wir unsere Dosieranlage mit Dosierpumpe, Vorratsbehälter, Schrankheizung (wichtig!) Thermostat für die Heizung und kälteisoliert fertig (Abbildungen 1und 2).So konnte der Probelauf beginnen. Wird dosierten zwei Liter Essigsäure reinst (min. 99,5 % CH3COOH) in unsere vorgeschaltete Denitrifikation (Volumen der Biologie 2550 m3). Am nächsten Tag stellten wir im Ablauf der Anlage eine Reduzierung von 0,62 mg/l auf0,38 mg/l fest. Nach einer weiteren Woche erreichten wir Werte von 0,02mg/l, dann aber wollte die Essigsäure nicht mehr so, wie wir wollten. Die Säure kristallisierte und an eine Dosierung war nicht mehr zu denken. Wo lag…

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Autor
Horst Strohmeyer
Samtgemeinde Wathlingen.

Es gibt es zwei Verfahren, um phosphathaltige Abwässer so zu reinigen, dass die Anforderungen nach dem Stand der Technik beim Einleiten in ein Gewässer sicher eingehalten werden können: chemische Fällung als Vorfällung und als Simultanfällung, biologische Phosphoreliminierung. Nach Ansicht des Autors gehört als dritte Möglichkeit das EPH-Verfahren (Elektrophosphatfäller) ebenfalls dazu, denn die elektrochemische Fällung ist eine ideale Ergänzung zu den zwei vorgenannten Verfahren. Ziel des Verfahrens ist die Reduzierung von Fällmitteln bei Einhaltung der Grenzwerte. Das Verfahren ist der einschlägigen Fachwelt wenig bekannt, obwohl es auf zahlreichen Kläranlagen seit Jahren erfolgreich angewendet wird. Deshalb will der Autor mit diesem Beitrag das Verfahren einerbreiten Öffentlichkeit vorstellen.

Geschichtliche Entwicklung
Anfang der 1990er-Jahre wurde das Verfahren auf einer Kläranlage in Österreich entwickelt. In jahrelangen Versuchen brachte ein Klärwärterteam unter der Leitung von Herrn Schwabegger die elektrochemische Fällung zur Praxisreife. Am 12. April 2000 wurde für das Verfahren ein EU-Patent erteilt. Seit 1996 wird das Verfahren auf Kläranlagen in Österreich, Deutschland und Tschechien mit unter-schiedlichem Erfolg angewendet.

Voraussetzungen für eine hohe Effektivität desVerfahrens
Wasserhärte > 5° dH regelbare Belüftung der Belebungsbecken je nach Abwasseranfall und Belastung, hohe Nitrifikationsleistung bei Ammoniumgehalt im Ablauf < 2,0 mg/l, Möglichkeit einer ausreichenden Denitrifikation mit Nitratwerten von < 3,0 mg/l und Phosphatrücklösung, optimal ist außerdem ein vorgeschaltetes Anox- oder Denitrifikationsbecken.

Chemischer Ablauf des Verfahrens
Der Grundgedanke für die Funktion des Verfahrens gründet dabei auf folgendem Zusammenhang: Das im Wasser vorhandene Magnesium und Calcium verbindet sich durch …

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Autor

Dipl.-Ing. Helmuth Hauptmann
S & H Filter- und Klärtechnik

Die Behandlung von hoch stickstoffreichen Prozesswässern aus kommunalen Biogasanlagen mittels Deammonifikation wird seit Anfang 2009 am Institut für Wasser und Umwelt der TUM im Technikum des Lehrstuhls für Siedlungswasserwirtschaft in Garching untersucht. Ziel der For-schungen ist es, Erfahrungen mit einem energiereduzierten Stickstoffumsatz zu gewinnen und geeignete Regelstrategien für die Praxis zu entwickeln. Dabei entstand in mehreren Projekten ein Behandlungskonzept, bei dem mittels optimierter SBR-Steuerung ein angenommener enzymgebundener Ladungsaustausch innerhalb der adaptierten Belebtschlammbakterien von geregelten Schwingungen des Redoxpotentials unterstützt wird. Ohne Schwierigkeiten zeigte die mit einem Drittel des Schlammwassers der Züricher Prozesswasserbehandlung angeimpfte Bakterienpopulation bereits nach zwei Wochen bei 30 °C Betriebstemperatur einen stabilen Stickstoffabbau von 95 % bei einer hydraulischen Verweilzeit des kommunalen Zentratwassers von drei Tagen. Eine Akkumulation von Nitrit wurde nach der Einfahrphase nicht mehr beob-achtet. Die Kapazität des Stickstoffabbaus konnte durch gezielte Bewirtschaftung des Über-schussschlamms innerhalb eines Jahres mit dem Start weiterer Versuchsanlagen verdreifacht werden. Aus den Ergebnissen geht hervor, dass die Prozesswasserbehandlung mit den Parametern Zu-laufmenge, Belüftungsintensität, pH-Wert, Leitfähigkeit und ORP (Redoxpotential) im SBR-Zyklus betriebsstabil geführt werden kann. Veränderungen der im Takt schwingenden Ampli-tuden des ORP zeigen den Regelungsbedarf frühzeitig auf. Die Untersuchungsergebnisse mit verschiedenen Prozesswässern unterschiedlicher Herkunft deuten an, dass die Betriebspara-meter pH-Wert und Leitfähigkeit in weiten Bereichen schwanken können und die Regelstrategie mit wechselnden aeroben und anoxischen Phasen an die jeweiligen Prozesswässer anzupassen ist. Dabei spielt das C/N-Verhältnis im Prozesswasser und auch die Qualität der Gärrest-Ent-schlammung eine wichtige Rolle. Die bisherigen Resultate liegen mit einer mittleren Stickstoff-Raumbelastung von 400 gN/(m³ d) im Bereich der in der Literatur angegebenen Werte von bereits realisierten Zentrat-Behandlungsanlagen. Das Verfahren der Deammonifikation ist etabliert, die festgestellte Prozess-Stabilität belegt die Eignung zur großtechnischen Umsetzung.

Quelle: http://www.wga.bv.tum.de/content/view/129/39/lang,de/

Biogasbranche weist Vermutungen zurück
Berlin (dapd). Bei der Suche nach der Herkunft des gefährlichen EHEC-Erregers sind jetzt Biogasanlagen ins Blickfeld gerückt: Veterinär- und Labormediziner halten es für möglich, dass der Keim dort herkommt, wie die „Welt am Sonntag“ berichtete. Die Biogasbranche wies dies zurück.

In den Gärbehältern dieser Anlagen entständen Bakterien, die es zuvor nicht gegeben habe, wird Bernd Schottdorf, der Gründer von Schottdorf MVZ, dem größten privaten Medizinlabor Europas, in der Zeitung zitiert. „Sie kreuzen sich und verschmelzen miteinander – was da genau passiert, ist weitgehend unerforscht.“ Diese noch nie da gewesene Mischung aus Krankheitserregern werde dann als Düngemittel auf die Äcker gebracht.

Es sei deshalb dringend nötig, die Biogasanlagen in Deutschland schnell auf mögliche Krankheitserreger zu untersuchen, forderte Schottdorf. Ähnlich äußerte sich der Leiter der Agrar- und Veterinärakademie in Horstmar im Münsterland, Ernst-Günther Hellwig. „Es ist möglich, dass die EHEC-Erreger aus Biogasanlagen kommen“, sagte er der „Welt am Sonntag“ zufolge.

Mehr:
http://www.themenportal.de/nachrichten/experten-ehec-erreger-koennte-aus-biogasanlagen-kommen-93384

Bei der Papierherstellung fallen große Mengen von belasteten Abwässern an. Sie werden bisher aufwändig in Kläranlagen gereinigt. Prof. Dr. Michael Herrenbauer von der Technischen Hochschule Mittelhessen will daraus Rohstoffe für die Kunststoffindustrie gewinnen. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit 250.000 Euro gefördert.
Das Forschungsteam des Gießener Fachbereichs Krankenhaus- und Medizintechnik, Umwelt- und Biotechnologie hat es auf das Lignin abgesehen, das in großen Mengen in den Abwässern der Papierindustrie enthalten ist. Lignin ist ein in die pflanzliche Zellwand eingelagertes Makromolekül und bewirkt die Verholzung der Zelle. Bei der Papierherstellung wird es aus dem Rohstoff Holz entfernt und landet im Abwasser.

„Der Rohstoff für Kunststoffe ist üblicherweise Erdöl“, so Herrenbauer. „Wir wollen ihn direkt aus biologischen Quellen gewinnen und so den Zyklus der Erdölentstehung aus Holz umgehen. Die Herstellung dieser Stoffe aus regenerativen Quellen ist gegenüber der chemischen nachhaltig und bietet Kostenvorteile gegenüber anderen Polymeren biogenen Ursprungs.“

In dem Projekt wird ein Rohrreaktor eingesetzt, in dem Titanoxid auf einer Sinterglasoberfläche aufgebracht wird. Titanoxid ist ein Halbleiter mit photokatalytischen Eigenschaften, das heißt, bei ihm werden durch Licht chemische Reaktionen ausgelöst. Die Katalysatorröhren werden von ligninhaltigem Wasser durchströmt und kontinuierlich mit Licht bestrahlt. Zwei plattenähnliche Leuchtmittel sorgen für eine gleichmäßige Bestrahlung von einer Wellenlänge zwischen 200 und 400 Nanometern. In der Folge wird das Lignin gespalten. Dabei können die gewünschten Grundstoffe – zum Beispiel Phenole – entstehen, aus denen die Chemische Industrie Kunststoffe wie etwa Nylon oder Kunstharz herstellt.

Das Gießener Forscherteam arbeitet aktuell an der Optimierung der Beschichtung der Katalysatorröhren und entwickelt Verfahren zur Bestimmung von Prozessparametern wie zum Beispiel des ph-Werts, der Salzkonzentration oder der Verweilzeit im Reaktor auf die Produktbildung. Kooperationspartner des Projekts, das bis 2013 läuft, sind Prof. Dr. Peter Czermak vom Institut für Bioverfahrenstechnik und Pharmazeutische Technologie der TH Mittelhessen, Prof. Dr. Detlef Bahnemann, Arbeitsgruppe Photocatalysis and Nanotechnology der Universität Hannover, und mehrere Industrieunternehmen

Quelle: Erhard Jakobs PressestelleTechnische Hochschule Mittelhessen