50 JAHRE JUNG &

Transkript

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2 Einsatz von Kalk / Lauge in ARA 45. Tagung des Klärwerkpersonals des Kanton Graubünden 21. August 2013 Nicolas Koch

3 Übersicht 1. Einleitung 2. Grundlagen 3. Eingesetzte Chemikalien zur Erhöhung der Säurekapazität 4. Dosiermöglichkeiten 5. Vorgehen 6. Fazit l Folie 3

4 Fragestellungen Ist eine Dosierung von Chemikalien zur Erhöhung der Säurekapazität notwendig? Falls ja, welche Menge an Chemikalien muss dosiert werden? wie soll die Dosierung am sinnvollsten erfolgen? mit welchen Kosten ist für die Dosierung zu rechnen? l Folie 4

5 Biologische Prozesse Nitrifikation: NH O 2 NO H 2 O + 2 H + Denitrifikation: 5 CH 2 O + 4 NO H + 2 N CO H 2 O CO 2 Bikarbonat Gleichgewicht: CO 2 + H 2 O HCO H l Folie 5

6 benötigte Säurekapazität [mval/l] Einsatz von Kalk / Lauge in ARA Benötigte Säurekapazität Verminderter Säurebedarf durch Denitrifikation Restsäurekapazität (Vermeidung Probleme mit Nitrifikation und Flockenzerfall) zu nitrifizierendes Ammonium [mg/l] l Folie 6

7 Auf ARA eingesetzte Chemikalien Kalk, Kreide CaCO 3 (Kalziumcarbonat) pulverförmig Gelöschter Kalk Ca(OH) 2 (Kalziumhydroxid) flüssig als aufbereitete Kalkmilch, 5 10 %-ige Lösung Natronlauge NaOH (Natriumhydroxid) flüssig als 30%-ige Lösung (grosse Mengen auch als 50%-ige Lösung) Natrium-Aluminat NaAlO 2 flüssig als ca. 10 %-ige Lösung l Folie 7

8 Richtpreise der Chemikalien Verschiedene Unternehmer Verschiedene Lieferformen Verschiedene Lieferorte l Folie 8

9 25 kg Säcke CaCO 3 bis 0.1 t CHF/kg bis 0.5 t CHF/kg bis 1.25 t CHF/kg l Folie 9 bis 2 t CHF/kg bis 2.5 t CHF/kg bis 10 t CHF/kg Ca(OH) Big Bags / l Container (IBC) bis 2 t CHF/kg bis 10 t CHF/kg bis 20 t CHF/kg CaCO Ca(OH) NaOH (30%) NaOH (50%) NaAlO Silo- / Tankwagen bis 10 t CHF/kg 20 bis 25 t CHF/kg bis 27 t CHF/kg CaCO Ca(OH) NaOH (30%) NaOH (50%) NaAlO

10 Möglichkeiten zur Dosierung von Hand Trocken-/ Pulverdosierung Flüssigdosierung mit Aufbereitung Kalk X X X Gelöschter Kalk Natronlauge Natrium- Aluminat (X) X Flüssigdosierung ohne Aufbereitung X X l Folie 10

11 Trockendosierung l Folie 11

12 Trockengutdosierung l Folie 12

13 Flüssigdosierung mit Aufbereitung l Folie 13

14 Flüssigdosierung ohne Aufbereitung Natronlauge, Natrium-Aluminat l Folie 14

15 Fragestellungen Ist eine Dosierung von Chemikalien zur Erhöhung der Säurekapazität notwendig? Falls ja, welche Menge an Chemikalien muss dosiert werden? wie soll die Dosierung am sinnvollsten erfolgen? mit welchen Kosten ist für die Dosierung zu rechnen? l Folie 15

16 Ist eine Dosierung notwendig? Wasserhärte im Einzugsgebiet? Messung des ph-werts, der Ammonium-Konzentration und der Säurekapazität im Zulauf und Ablauf der Biologie Messung der Trübung im Ablauf der Kläranlage Bestimmung der theoretisch benötigten Säurekapazität mit Grafik l Folie 16

17 benötigte Säurekapazität [mval/l] Einsatz von Kalk / Lauge in ARA Ist eine Dosierung notwendig? zu nitrifizierendes Ammonium [mg/l] l Folie 17

18 Ist eine Dosierung notwendig? Wasserhärte im Einzugsgebiet? Messung des ph-werts, der Ammonium-Konzentration und der Säurekapazität im Zulauf und Ablauf der Biologie Messung der Trübung im Ablauf der Kläranlage Bestimmung der theoretisch benötigten Säurekapazität mit Grafik Beurteilung unter Einbezug aller Faktoren l Folie 18

19 Welche Chemikalienmenge wird benötigt? Benötigte Angaben: Benötigte Erhöhung der Säurekapazität (mval/l) Tägliche Abwassermenge bei Trockenwetter (m 3 /d) Spezifische Dosiermenge zur Erhöhung der Säurekapazität um 1 mval/l (g/m 3 resp. ml/m 3 ) Tabelle 1 im Bericht l Folie 19

20 Welche Chemikalienmenge wird benötigt? Dosierung der Chemikalie für Chemikalie Formel g/ Mol Val / mol Dicht e 1 mval/l resp. 1 Val/m 3 Abw asser in [kg/l] in [g/m 3 Abw asser] in [ml/m 3 Abw asser] Natronlauge 100% NaOH Natronlauge 30% NaOH Natronlauge 50% NaOH Natrium-Aluminat NaAlO Natrium-Aluminat 10% NaAlO Kalziumcarbonat CaCO gelöschter Kalk Ca(OH) Kalkmilch 5% Ca(OH) Kalkmilch 10% Ca(OH) l Folie 20

21 Welche Chemikalienmenge wird benötigt? Benötigte Angaben: Benötigte Erhöhung der Säurekapazität (mval/l) Tägliche Abwassermenge bei Trockenwetter (m 3 /d) Spezifische Dosiermenge zur Erhöhung der Säurekapazität um 1 mval/l (g/m 3 resp. ml/m 3 ) Tabelle 1 im Bericht Berechnung der Dosiermenge mit obigen Angaben gemäss Beispiel 1 im Bericht l Folie 21

22 Wie soll die Dosierung erfolgen und mit welchen Kosten ist zu rechnen? Entscheidungshilfen: Tägliche Dosiermenge Jahreskosten der Chemikalien (Lieferform der Chemikalie Menge pro Lieferung), Bestimmung mit Richtpreisen und jährlichen Dosiermengen Investitions- und Kapitalkosten der Dosiereinrichtung (Art der Dosierung, Art der Lagerung), Bestimmung mit Richtpreisen und angenommenen Abschreibungsdauern Handhabung der Chemikalien Örtliche Gegebenheiten (Zugänglichkeit, Räume, Platzverhältnisse, ) Anwesenheit des Betriebspersonals l Folie 22

23 Wie soll die Dosierung erfolgen und mit welchen Kosten ist zu rechnen? Bestimmung der 2-3 wirtschaftlichsten und betrieblich sinnvollsten Varianten Vertieftere Abklärung der 2-3 Bestvarianten Verbindliche Preisanfragen bei verschiedenen Unternehmern Testbetrieb und Versuche l Folie 23

24 Fazit Es gibt kein Patentrezept, wie die Steigerung der Säurekapazität erfolgen soll Der Bericht soll dabei helfen, eine Evaluation von verschiedenen Möglichkeiten durchzuführen Die Vor- und Nachteile von verschiedenen Lösungen müssen sorgfältig abgewogen und verglichen werden Es empfiehlt sich vor Umsetzung von Massnahmen vertieftere Abklärungen zu machen und Versuche durchzuführen l Folie 24

25 Besten Dank für die Aufmerksamkeit?? Fragen?? l Folie 25

26 R:\Infrastruktur\Vorlagen\Vorlagen Winterthur\Vorlage Präsentation

27 l Folie 27

28 Ist eine Dosierung notwendig? Vergleich der gemessenen mit der theoretisch benötigten Säurekapazität (SK) gemessene SK > benötigte SK keine Dosierung nötig gemessene SK < benötigte SK Differenz muss theoretisch dosiert werden Beurteilung unter Einbezug aller Faktoren l Folie 28

29 Lieferformen der Chemikalien Kalk, Kreide CaCO 3 25 kg Säcke, Big Bags (ca kg), Silowagen (bis 25 t) Gelöschter Kalk Ca(OH) 2 25 kg Säcke, Big Bags (ca kg), Silowagen (bis 25 t) Natronlauge NaOH l Container (IBC), Tankwagen (bis 25 t) Natrium-Aluminat NaAlO l Container (IBC), Tankwagen (bis 25 t) l Folie 29