Pollution Control. Association. Aktueller Stand Spurenstoffelimination auf ARA in der Schweiz. Julie Grelot, Aline Meier, Pascal Wunderlin

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1 Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute Association suisse des professionnels de la protection des eaux Associazione svizzera dei professionisti della protezione delle acque Swiss Water Pollution Control Association Aktueller Stand Spurenstoffelimination auf ARA in der Schweiz Julie Grelot, Aline Meier, Pascal Wunderlin VSA-Plattform «Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen» Klärwärtertagung Kanton Thurgau, 9. November 2018 Inhalt 1 2 Verfahrenstechnik Plattform-Projekte 3 Veranstaltungen

2 Inhalt 1 Verfahrenstechnik In Betrieb In Planung/Bau Aktivkohle Ozon Kombination Stand der Projekte Stand: Oktober 2018 Quelle: VSA Plattform «Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen»

3 Verfahrenswahl Vorfluter Kläranlage Verfahren zur Spurenstoffelimination Aktivkohle? Ozonung???? Einzugsgebiet Verfahrenskombination Artikel zum aktuellen Stand der Verfahrenstechnik im A&G Nr

4 Ozonung Sauerstofftank Stromverbrauch steigt an wegen Ozon-Herstellung Verdampfer Ozongenerator Sicherheit Ozon ein Reizgas, Umgang mit Sauerstoff beachten Abgasbehandlung Stoffumwandlung (= labile, toxische Reaktionsprodukte) Biologische Nachbehandlung notwendig Nachklärung Ozonungsreaktor Sandfilter Biologische Vorreinigung beachten: Nitrit und DOC erhöhen Ozon-Verbrauch In biologische Stufe Ozonungen in Betrieb ARA Neugut, ARA Reinach, ARA Werdhölzli, ARA Bassersdorf Abklärungen Verfahrenseignung Ozonung (Empfehlung des VSA)

5 Inbetriebnahme Ozonung Klärwerk Werdhölzli Foto: ERZ PAK («Ulmer Verfahren») Einfluss auf Biologie ausreichende Kapazität in der Biologie für PAK- Rückführung Schlammvolumenindex tendenziell besser, wenn vorher schlecht Herzstück der Anlage kann am Anfang Probleme verursachen (sicherheitstechnische Aspekte im Umgang mit PAK berücksichtigen) Dosis mgpak/mgdoc PAK-Abtrennung Sandfilter oder Tuchfilter positive Zusatzeffekte durch Sandfiltration Schnittstellen relativ grosse Wechselwirkungen mit bestehender Anlage; keine negativen Auswirkungen der PAK Ulmerverfahren in Betrieb ARA Herisau, ARA Thunersee

6 Inbetriebnahme Aktivkohle-Verfahren ARA Thunersee PAK vor Sandfilter Einfluss Biologie und Schnittstellen ähnlich wie bei Ulmer Verfahren PAK-Dosierung mgpak/mgdoc Flockungsprozess sehr wichtig für Einlagerung und Rückhalt der Kohle im Filter (d.h. nicht zu hohe Turbulenzen, kaskadierte Flockung) Inbetriebnahme grosstechnische Umsetzung ARA Schönau Sandfilter diskontinuierlich rückgespülter 2-Schicht-Sandfilter (PAK-Rückhalt und Kontaktzone)

7 PAK in die (Membran-)Biologie PAK in die (Membran-)Biologie PAK-Dosierung ca. 3 mgpak/mgdoc Fallspezifisch entscheiden es gab Untersuchungen, wo beides, nur Fällmittel, oder weder noch dosiert wurde Filtration immer notwendig, grosse Verfahrensvielfalt positive Zusatzeffekte durch Sandfiltration Einfluss Biologie und Schnittstellen ähnlich wie bei Ulmer Verfahren Grosstechnische Umsetzung im Bau ARA Wetzikon

8 GAK im Wirbelbett Zugabe Frischkohle «Batchweise» vorgängig Feinanteile auswaschen Kohlerückhalt Kohlerückhalt vermutlich ausreichend GAK Körnung mm (Kohlenalter von durchschnittlich 100 d) Inbetriebnahme grosstechnische Umsetzung ARA Penthaz Regeneration GAK diskontinuierlicher Kohleabzug die Kohle wird regeneriert und wieder verwendet GAK im Wirbelbett - Pilotversuch STEP Penthaz Pilot CarboPlus AK-Verbrauch: 2 mggak/mgdoc (vergleichbar PAK-Verfahren) Höhere AK-Zugabe bei Regenwetter oder Frachtspitzen Bei hohen GUS-Werten Rückspülung Einfacher Betrieb 1. Phase: GAK von Chemviron abgeschlossen: Kurzfassung vom Zwischenbericht auf (auf Deutsch) 2. Phase: GAK von Norit abgeschlossen: Synthesebericht auf Foto: R. Casazza, Triform Januar 2019: Aqua&Gas-Artikel auf Deutsch

9 GAK im Wirbelbett - grosstechnische Umsetzung ARA Penthaz Fotos: Triform SA GAK-Filtration Diskontinuierlich rückgespülter GAK-Filter Kontinuierlich rückgespülter GAK-Filter Zulauf Niveaumessung Rückspülwasser (zu Vorklärung) Ablauf Überstau Aktivkohle (GAK) Vorrichtung für GAK-Ausbau Rückspülvorrichtung Grosstechnische Umsetzungen: ARA Altenrhein (Kombination mit Ozon) KA Obere Lutter (D) Grosstechnische Umsetzungen: KA Rietberg (D)

10 GAK-Filtration Biologische Vorreinigung DOC führt zur Beladung der GAK GUS zu höheren Filterrückspülintervallen Auslegung GAK-Filter Kontaktzeit entscheidend d.h. tendenziell grössere Filter notwendig, ABER: im Moment noch zu wenig Sicherheit d.h. Investitions- und Betriebskosten unsicher GAK Verschiedene Produkte mit verschiedenen Körnungen ( mm) Regeneration der Kohle Schnittstellen relativ wenig Wechselwirkung mit bestehender Anlage (Filter- Rückspülwasser) Grosstechnische Umsetzung im Bau ARA Altenrhein (Kombination mit Ozon) GAK-Filtration - Pilotversuch ARA Bülach 1. Phase - Erkenntnisse AK-Verbrauch vergleichbar PAK-Verfahren Keine Zusatzstoffe Einfacher Betrieb Tiefe GUS- und DOC-Werte entscheidend für wirtschaftlichen Betrieb Zwischenbericht verfügbar auf 2. Phase: Ozonung + GAK-Filter Am Laufen Es braucht mehr Erfahrungen zu Kosten und Betrieb

11 GAK-Reaktivierung Reaktivierung der GAK beim Reaktivierungswerk Batrec möglich Kapazität vorhanden Vorteil: kein Transport ins Ausland nötig Logistik noch nicht optimiert (Erfahrungen Deutschland) Ob Reaktivierung von «Mikro-GAK» auch möglich ist, müsste getestet werden Für eine zukünftige Zusammenarbeit braucht es das Interesse verschiedener Akteure (PAK-Lieferant, Batrec, ARA-Betreiber) Melden Sie sich über an! Austrag

12 Kombinationen Ozonung und Aktivkohle

13 Kombinationen Ozonung und Aktivkohle Ozonung + PAK Pilotversuch + geplante Realisierung ARA ProRheno (Basel) Ozonung + GAK Pilotversuch ARA Glarnerland Pilotversuch ARA Bülach Pilotversuche + Realisierung ARA Altenrhein Reduzierte spezifische Ozondosierung Viel Flexibilität Komplexität und Betriebsaufwand steigt Interessant für grosse ARA Geht über die gesetzlichen Anforderungen hinaus Fazit Verfahrenstechnik Etablierte Verfahren Ozonung Nachgeschaltete PAK-Stufe (Ulmer-Verfahren) Auf dem Weg zum Standardverfahren PAK vor Sandfilter PAK in Biologie Weitere Erfahrungen nötig GAK im Wirbelbett GAK-Filtration Verfahrenskombinationen

14 Inhalt 1 Verfahrenstechnik 2 Plattform-Projekte Abgeschlossene Projekte Kennzahlen und Nachbehandlung Ozonung

15 Abgeschlossene Projekte Zusammenstellung bisheriger Erfahrungen mit UV-Sonden Kontinuierliche Messung des UV- Absorbanz-Signals bei der Wellenlänge 254 nm im Zu- und Ablauf der MV-Stufe eignet sich zur betrieblichen Überwachung des Reinigungseffekts Als Ergänzung zu den gesetzlich vorgegebenen MV-Analysen Projekte am Laufen Projekte zu Aktivkohle AK-Schlupf AK-Schlupf von verschiedenen AK-Verfahren untersucht (thermogravimetrische Analyse an FHNW) Publikation Schlussbericht bis Ende 2018 AK-Qualität Auswahl AK (Ausschreibung)? Überwachung Qualität (z.b. Wassergehalt, Fremdkörper) KA-Artikel zu Praxiserfahrungen mit PAK A&G-Artikel zu Aktivkohle-Qualität allgemein

16 Projekte am Laufen Projekte zu Ozon Überwachungskonzept Ozonung Überwachung der Abwasserzusammensetzung Proaktive Kommunikation (präventives Vorgehen relevanter Akteure im Einzugsgebiet) Zusammenstellung Daten aus Abklärungen Verfahrenseignung Ozonung: Entscheidungshilfe Artikel im Aqua&Gas 2019 Newsletter Nr. 12 Plattformprojekte Projekte zur Aktivkohle Qualitätskontrolle GAK-Reaktivierung Plattform Wasserqualität Pilotversuche Grosstechnische Umsetzungen STEP de Neuchâtel Projekte im Tessin Internationale News Rückblick/Ausblick Veranstaltungen

17 Inhalt 1 2 Verfahrenstechnik Plattform-Projekte 3 Veranstaltungen Erfahrungsaustausch Ozonung und Aktivkohle 1. Workshop am 14. Juni 2018 So geht s weiter - ERFA Ozon: Erfahrungsaustausch unter Betreiber aus DE-CH und FR- CH (Lead Max Schachtler), Parallel Workshop mit allen Akteuren (Plattform) - ERFA Aktivkohle: Erfahrungsaustausch Betreiber und Ingenieuren, Lead bei der Plattform

18 MV-Fachtagung 2019 Elimination von Spurenstoffen alles vorgespurt?» 2 Fachtagungen» Luzern, 14. März 2019 (deutsch)» Lausanne, 26. März 2019 (französisch)» Richtet sich an für die Abwasserreinigung verantwortliche Gemeindemitarbeiter, Betreiber, (inter-)kommunale Abwasserverbände, Ingenieure und Behörden» Programm:» Gesetzgebung und Vollzug in der Schweiz und ausserhalb» Verfahrenstechnik und Verfahrenswahl» Erfahrungen mit Projektablauf, Betrieb und Überwachung: Podiumsdiskussion mit Betreiber» Ausblick: Nachhaltigkeit, Effekte in de Gewässern, Weitere Informationen julie.grelot@vsa.ch aline.meier@vsa.ch pascal.wunderlin@vsa.ch Foto: H. Messmer, August 2015

19 Reinigungsleistung und deren Überwachung Ziel Reinigungsleistung: 80% (Rohabwasser Ablauf ARA) 12 Substanzen Anzahl der Probenahmen pro Jahr ist abhängig von der ARA Grösse Eine gewisse Anzahl Abweichungen ist erlaubt 37 Leitsubstanzen Stoff Kategorie 1 Amisulprid 1 Carbamazepin 1 Citalopram 1 Clarithromycin 1 Diclofenac 1 Hydrochlorothiazid 1 Metoprolol 1 Venlafaxin Kategorie Stoff 2 Benzotriazol 2 Candesartan 2 Irbesartan 2 4-Methylbenzotriazol / 5-Methylbenzotriazol Verhältnis Kategorie 1: Kategorie 2 = 2:1 Mindestens 6 Stoffe Ideal: 12 Stoffe Berechnung: Elimination pro Substanz, dann Mittelwert der Eliminationen pro Probenahme (80% Reinigungseffekt bei jeder Probenahme NICHT im Jahresmittel) 38