Arbeitshilfe des DWA-Landesverbandes Baden-Württemberg für die Lehrer der Kläranlagen-Nachbarschaften

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1 Arbeitshilfe des DWA-Landesverbandes Baden-Württemberg für die Lehrer der Kläranlagen-Nachbarschaften erstellt von iat - Ingenieurberatung GmbH Friolzheimer Str. 3A Stuttgart vorgestellt auf der Jahresbesprechung der Nachbarschaftslehrer am Donnerstag, 27. März 2014, Stuttgart 1

2 Schulungsunterlagen für die Nachbarschaftsarbeit in Form einer Power-Point-Präsentation Thema: 2

3 Inhaltsverzeichnis des Praxisleitfadens Kap.2: Kap.3: Probenahme und Analytik Reinigungsziel: Kohlenstoffelimination (BSB 5,CSB, TOC) Kap.4: Reinigungsziel: Nitrifikation 4.2 Erhöhte Ammonium-Werte im Ablauf beim Belebungsverfahren Kap.5: Kap.6: Kap.7: Kap.8: Kap.9: Kap.10: Kap.11: Kap.12: Kap.13: Kap.14: Kap.15: Reinigungsziel: Denitrifikation Reinigungsziel: Chemische Phosphatelimination Reinigungsziel: Biologische P-Elimination Unter- oder Überschreitung des ph-wertes im Ablauf Nitrit zu hoch Organischer Stickstoff zu hoch Funktionsstörungen durch Blähschlamm Schwimmschlamm und Schaum Unzureichende Desinfektion Funktionsstörungen im Bereich der Schlammbehandlung Maßnahmen zur Gefahrenabwehr bei extern verursachten Funktionsstörungen 3

4 Komplexität der PP-Präsentation Der Inhalt dieses Kapitels ist sehr umfangreich und wird durch die PP-Präsentation nahezu vollständig wiedergegeben. Die PP-Präsentation muss nicht in voller Länge gehalten werden: Themen ohne Bedeutung in der Nachbarschaft können ausgelassen werden. Die PP-Präsentation kann kapitelweise an mehreren Treffen genutzt werden. Die Entscheidung über den Gebrauch und die Ausführlichkeit der Präsentation trifft der Nachbarschaftslehrer selber. 4

5 Power-Point-Präsentation Der Lehrer kann sich durch den gesamten Vortrag führen lassen. Hierzu gibt es: Theoretische Einführungen (z.t. erweitert) Handlungshilfen Rechenformeln mit Rechenbeispielen Überleitungen/Fragen 5

6 Praxisleitfaden Theorie Handlungshilfen Berechnungen (z.b. Schlammalter) (Überleitungen) Power-Point-Präsentation Gelbe Folien Blaue Folien Blaue Folien Grüne Folien Insgesamt 73 Folien, davon 9 Folien ausgeblendet (nur bei Bedarf abrufbar) 6

7 Power-Point-Präsentation Der Lehrer entscheidet eigenständig, wieviel Theorie sinnvoll bzw. notwendig ist. Die über den Praxisleitfaden hinaus erweiterte Theorie ist lediglich ein Angebot für ein besseres Verständnis der Zusammenhänge bzw. zur Beantwortung von Fragen. 7

8 Erhöhte Ammonium-Werte im Ablauf (Belebungsanlagen) 4 Schritt Mögliche Ursachen 1. Vertiefungsebene 2. Vertiefungsebene 3. Vertiefungsebene Gegenmaßnahmen Probenahme fehlerhafte Proben 2.1 richtige Probenahmestelle nein richtige Probenahme Analytik Mess-/Analysenfehler bei der Best. von NH 4 -N ja 2.2 Analysen korrekt ja nein Analyse korrekt durchführen Belebung Sauerstoff O 2-Gehalt zu niedrig O Regelung ja Instandsetzung gestört nein nein Sauerstoffzufuhr gestört Instandsetzung O 2-Messung gestört ja Instandsetzung nein Schlammalter aerobes Schlammalter zu gering nein ÜS-Abzug zu hoch nein ja Schlammabtrieb NKB ÜS-Abzug vermindern vgl ff Schlammbelastung Schlammbelastung zu hoch ja ÜS-Abzug vermindern 8

9 Vertiefungsebene Fragestellung bzw. Prüfparameter bzw. Gegenmaßnahme Kapitel Nr O 2 -Gehalt zu niedrig 4 Ammonium -Ablaufwerte Belebung Sauerstoff Thema Kapitel 4 Schritt mögliche Ursache 9

10 4.1 Allgemeines: Einflussfaktoren der Nitrifikation 4 1. Sauerstoff 2. Schlammalter (Temperatur) 3. ph-wert (Säurekapazität) Nitrifikation 6. Zulauf 4. TKN- Frachtspitzen 5. Gift- und Hemmstoffe Betrieb Abwasser 10

11 4.1 Allgemeines: Nitrifikation 4 Die Nitrifikation erfolgt in 2 Schritten: Nitrosomonas: Nitrobacter: NH 4+ 1,5 O 2 NO - 2 H 2 O 2H + Ammonium Nitrit NO - 2 0,5 O 2 NO - 3 Nitrit Nitrat Nitrosomonas und Nitrobacter sind nitrifizierende Bakterien (Nitrifikanten). Ammonium-Ablaufwerte Belebung Sauerstoff und ph 11

12 4.2 Erhöhte Ammonium-Werte im Ablauf (Belebungsanlage) 4 Es wurde kein Fehler im Bereich der Sauerstoffversorgung gefunden: Kommen wir zu einer weiteren Randbedingung der Nitrifikation, die besonderen Einfluss hat das Schlammalter Ammonium-Ablaufwerte Belebung Schlammalter 12

13 4.1 Allgemeines: Aerobes Schlammalter 4 Damit sich ausreichend Nitrifikanten im belebten Schlamm anreichern können, ist die Einhaltung eines aeroben Mindestschlammalters erforderlich. t TS,aerob d Dies ist die mittlere Aufenthaltszeit einer Belebtschlammflocke im aeroben Teil des Belebungsbeckens. Ammonium-Ablaufwerte Belebung Schlammalter 13

14 aerobes Schlammalter zu gering 4 Ammonium-Ablaufwerte Belebung Schlammalter 14

15 aerobes Schlammalter zu gering 4 Ammonium-Ablaufwerte Belebung Schlammalter 15

16 Mögliche Ursachen für erhöhte Ammoniumwerte im Ablauf Zusammenfassung Betrieb Anlage Abwasser Probenahme /Analytik aerobes Beckenvolumen Mischwasser Regelbereich O 2 -Steuerung installierte Gebläseleistung Schmelzwasser (Temperatur) Einstellung Gebläseleistung Belüftertechnik hohe TKN-Fracht/ extern: Belüftungszeiten belüftetes Beckenvolumen hohe TKN-Fracht /intern: Schlammentwässerung (Filtrat) RÜB Säurekapazität (ph, P-Fällung) Schlammalter (ÜS-Abzug) Steuer- /Regeltechnik Fäkalien Deponiesickerwasser Spülstoß aus dem Kanal Tourist. Großveranstaltungen (Turniere, Feste, Saisonstart) Vorfall Landwirtschaft Industrielle Einleiter (Giftstoffe) TKN-Fracht Tagesgang/Wochengang 17

17 Übersicht der Folien aus der PP-Präsentation Nr. Farbe Inhalt der Folie 1 Titel 2 Bild Fischsterben 3 Frage/Überleitung: Toxizität vom Ammoniak 4 Theorie: Fischgiftigkeit Ammonium/Ammoniak 5 Theorie: Fischgiftigkeit Ammonium/Ammoniak 6 Theorie: Fischgiftigkeit Ammonium/Ammoniak 7 Theorie: Fischgiftigkeit Ammonium/Ammoniak 8 Bild: Photometrische Bestimmung Ammonium 9 Titelblatt Praxisleitfaden 10 Übersichtstabelle S. 31/32 (Praxisleitfaden) 11 Darstellung Handlungshilfe in der PP-Präsentation 12 Überleitung: Nutzung Praxisleitfaden, erster Schritt Schritt Übersichtstabelle (Praxisleitfaden) richtige Probenahme Schritt Übersichtstabelle (Praxisleitfaden) Analyse korrekt durchführen 17 Frage/Überleitung: Einflussfaktoren der Nitrifikation 18 Theorie: Einflussfaktoren der Nitrifikation (mind map) 19 Theorie: O 2, ph-wert (Einzelschritte) 20 Theorie: O 2, ph-wert (Gesamtgleichung) 21 Frage/Überleitung: Überprüfung O 2 -Gehalt O 2 -Gehalt zu niedrig 23 Überleitung: Eintragsregelung O 2 -Regelung gestört (25) Belüftungsintervalle/intermittierende Denitrifikation (Nr.) Legende Handlungshilfe Folie zur Überleitung (Frage) Theoretische Grundlagen Zusätzliche Informationen abrufbar (nächste Folie) Diese Folie ist verdeckt und wird nur in Verbindung mit dem -Button angezeigt Diese Folie kann als Frage an die Teilnehmer verwendet werden. 26 Überleitung: Sauerstoffzufuhr O 2 -Zufuhr gestört 28 Überleitung: Schlammalter 18

18 Kläranlage: Messwert(e) vom: (Datum) aus dem Betriebstagebuch: (bitte ankreuzen) Einzelwerte Mittelwert aus Messungen Zufluss bei Trockenwetter Q d m 3 /d Volumen zur Nitrifikation V N m 3 Volumen Belebungsbecken gesamt V BB m 3 Belüftungsintervall (intermittierende DN) t N t DN min min Temperatur im Belebungsbecken T BB C Trockensubstanzgehalt im Belebungsbecken TS BB kg/m 3 Trockensubstanzgehalt im Überschussschlamm TS ÜS kg/m 3 Trockensubstanzgehalt im Rücklaufschlamm TS RS kg/m 3 Trockensubstanzgehalt im Ablauf NKB X TS,AN mg/l Menge Überschussschlamm Q ÜS m 3 /d Menge Rücklaufschlamm Q RS m 3 /d 19

19 Was sollte das Einladungsschreiben enthalten? Im Einladungsschreiben werden die Teilnehmer gebeten, folgendes mitzubringen: Eigenes Exemplar Funktionsstörungen auf Kläranlagen, Handbuch der DWA/Praxisleitfaden, Heft 3 (Teilnehmer ohne eigenes Handbuch erhalten die Übersichtstabelle als Kopie) Taschenrechner wenn möglich: eigene Werte zur Berechnung des Schlammalters mit der Bitte, die Tabelle auszufüllen (ohne eigenes Datenmaterial für die Rechenübung wird Daten- Material der erdachten KA Grüntal zur Verfügung gestellt) 20

20 Arbeitsmaterial: Was erhält der Lehrer von der DWA? Power-Point-Präsentation mit erläuternden Notizen Dokumentation/Anleitung Folienübersicht - 2 DIN A4 Seiten (zur eigenen Vorbereitung) Übersichtstabelle des Praxisleitfadens - 2 DIN A3 Seiten (Anzahl nach Bedarf) Handout für alle Teilnehmer (Anzahl nach Bedarf) Kopiervorlage für die Datenabfrage zur eigenen Kläranlage (für das Anschreiben) Kopiervorlage Datenblatt KA Grüntal (für die Rechenübung) 21

21 Vorbereitung: Wie kann sich der Lehrer vorbereiten? 1. Kapitel 4.2 des Praxisleitfadens durchlesen 2. sich vertraut machen mit der Power-Point-Präsentation und ihren Möglichkeiten 3. falls gewünscht: PP-Folien mit Notizenteil ausdrucken Möglichkeit für eigene Notizen oder Ergänzungen 4. Folienübersicht (2 DIN A4-Seiten) nutzen Orientierung während des Vortrages gezieltes Aufrufen von Folien bei Fragen evtl. eigene Markierungen setzen evtl. eigene Abfolge der Themen planen 5. Unterlagen für die Teilnehmer des Nachbarschaftstreffens bei der DWA-Geschäftsstelle anfordern 22

22 Wir hoffen, den Lehrern der Kläranlagen-Nachbarschaften mit dieser Power-Point-Präsentation ein geeignetes Werkzeug für die Nachbarschaftsarbeit an die Hand zu geben. Konstruktive Kritik ist erwünscht! 23