Umbau einer Kölner BIOFOR -Filtrationsanlage zur 4. Reinigungsstufe

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1 Umbau einer Kölner BIOFOR -Filtrationsanlage zur 4. Reinigungsstufe Stadtentwässerungsbetriebe Köln, AöR 19. Juni 2018 Rheinterrasse Düsseldorf Arzneimittel und Mikroschadstoffe in Gewässern Heinz Brandenburg Dr. Frank Benstöm Manuel Hartenberger

2 Inhaltsangabe 1. Forschungsprojekt AdOx Köln 2. Erfahrungen aus Bau und Betrieb 3. Erste Untersuchungsergebnisse Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 2

3 1. Forschungsprojekt AdOx Köln Projekttitel: AdOx Köln - Umrüstung der Kölner BIOFOR - Flockungsfilter auf Spurenstoffelimination Zwei Klärwerke im Fokus! Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 3

4 Rohabwasser 1. Forschungsprojekt AdOx Köln Veranlassung: 90er Jahre: Inbetriebnahme von Flockungsfiltrationsanlagen nach dem BIOFOR -Verfahren ( BIOlogical Fixed Oxygen Reactor ) Betriebszustand Filtration Betriebszustand Wasserspülung Betriebszustand Luftspülung Biolit Spülabwasser Filtrat Prozessluft Spülwasser Spülluft Heute: Rohabwasser Bedarf Erneuerung der Elektro-/Maschinentechnik Aber: Grenzwerte werden auch ohne Filter eingehalten Statt Erneuerung: Ertüchtigung für Spurenstoffelimination! Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 4

5 1. Forschungsprojekt AdOx Köln Projektstruktur 2012 Vorversuche Wissenschaftl. Begleitung Betriebliche Umsetzung Planung & Bauleitung Planung Gefördert vom 80 % Förderung 2016 Umbau PHASE 1 PHASE 2 Voruntersuchungen / Planung Gesamt- Kosten (brutto) Umbau / Analytik ~ ~ 2,8 Mio. Betrieb 2018 Auswertung Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger

6 1. Forschungsprojekt AdOx Köln Verfahrensfließbild Projektziel: Paralleler, 3-straßiger Versuchsbetrieb zur Ermittlung der Vorzugsvariante Bewertung nach: Wirksamkeit Kosteneffizienz Betriebstauglichkeit Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 6

7 1. Forschungsprojekt AdOx Köln Einweihung / Inbetriebnahme der großtechnischen Pilotanlage im Klärwerk Köln-Rodenkirchen am Foto: Michael Bause, Kölner Stadtanzeiger

8 Inhaltsangabe 1. Forschungsprojekt AdOx Köln 2. Erfahrungen aus Bau und Betrieb 3. Erste Untersuchungsergebnisse Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 8

9 2. Erfahrungen aus Bau und Betrieb Problem: Hoher Druckaufbau im Filterboden Lösung: (1) Ausbau Filtermaterial (2) Austausch Filterdüsen Ausbau Biolit Absaugen Biolit Filterdüsentausch NEU ALT Ausbau GAK Zwischenlagerung Wiedereinbau GAK Schlitzweite: 2,5 mm Schlitzweite: 0,4 mm Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 9

10 2. Erfahrungen aus Bau und Betrieb Problem: Undichte Überfallwand; Undef. Wasserstand; Sonden trockenfallen Lösung: (1) Zusätzliche Abdichtungen (2) Zusätzliches Ablaufrohrsystem Erhöhte Leckrate im Ozonreaktor Neues Ablaufrohrsystem im Ozonreaktor Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 10

11 2. Erfahrungen aus Bau und Betrieb Problem: Ausgasung im Filter zur biologischen Nachbehandlung Lösung: Haubenkonstruktion an Ablaufrohr zur Gaszonentrennung Gasmitriss aus Ablauftrichter Haubenkonstruktion Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 11

12 2. Erfahrungen aus Bau und Betrieb Problem: Unplausible SAK-Online-Messungen; Fehlerhafte Ozongasregelung Lösung: (1) Austausch SAK-Sonden (2) Nachrüstung der Gasregelstrecke Neue Gasregelstrecke am Ozonerzeuger SAK-Sonden mit größerem Mess-Spalt Zusätzliche Druckluftreinigung für SAK-Sonden Reinigung: 1-2x wöchentl. jeweils 30 min Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 12

13 Inhaltsangabe 1. Forschungsprojekt AdOx Köln 2. Erfahrungen aus Bau und Betrieb 3. Erste Untersuchungsergebnisse Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 13

14 3. Erste Untersuchungsergebnisse Vorläufige Ergebnisse GAK-Filter DOC 1H-Benzotriazol (1H-BTZ) < BV < BV DOC bricht erwartungsgemäß als Erstes durch Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 14

15 3. Erste Untersuchungsergebnisse Vorläufige Ergebnisse GAK-Filter Diclofenac (DCF) Carbamazepin (CBZ) < BV < BV Durchbruchsreihenfolge: DOC > DCF > CBZ > 1H-BTZ Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 15

16 3. Erste Untersuchungsergebnisse Vorläufige Ergebnisse Ozonung Zulauf SAK Ablauf SAK ɳ SAK 254 = Zulauf SAK ( SAK-Wirkungsgrad in % ) (auch als Delta-SAK 254 bekannt) Regenstoß Mehr Fracht Mehr Ozon erforderlich Mischwasser Weniger Fracht Weniger Ozon erforderlich Zulauf SAK 254 Ablauf SAK 254 AFS; zeigt Mischwassereinfluss an In Abhängigkeit von Trockenwetter- oder Mischwasserzufluss reagiert der SAK-Wirkungsgrad: Guter Sollwert zur Regelung Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 16

17 3. Erste Untersuchungsergebnisse Projektausrichtung: Kombinationslösung Bisher: Ausrichtung der Untersuchung auf Bewertung der Einzelvarianten Im Gespräch: Neuausrichtung auf Kombinationslösung (Ozon + GAK) Die StEB sehen in der Kombination aus Ozon und GAK die Zukunft. Die StEB werden eine Projektumwidmung mit dem Fördergeber besprechen. Es ist noch mehr Forschungsbedarf erforderlich, um neue Reinigungsverfahren in der Abwassertechnik insbesondere vor dem Hintergrund betriebstauglicher Anwendbarkeit umzusetzen Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 17

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Vielen Dank an die Projektpartner für die freundliche Unterstützung und konstruktive Zusammenarbeit! Foto: Rosenbaum, Kölnische Rundschau Wir bedanken uns insbesondere beim Umweltministerium NRW für die Förderung! Heinz Brandenburg, Dr. Frank Benstöm, Manuel Hartenberger 18