BMBF Forschungsverbundprojekt. auf dem Gebiet der Wasserver- und entsorgung (Teil II) Kernprojekt B: Hygienisierung und Wasserwiederverwendung

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1 Institut Wasserversorgung und Grundwasserschutz Abwassertechnik Abfalltechnik Industrielle Stoffkreisläufe Raum- und Infrastrukturplanung BMBF Forschungsverbundprojekt Exportorientierte Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Wasserver- und entsorgung (Teil II) Kernprojekt B: Hygienisierung und Wasserwiederverwendung Univ.-Prof. Dr.-Ing. Peter Cornel Dott. Ing. Alessandro Meda gefördert vom: Bundesministerium für Bildung und Forschung

2 Gliederung Das Forschungsverbundprojekt - Eckdaten, Struktur, Untergliederung Das Kernprojekt Hygienisierung und Wasserwiederverwendung - Teilprojekt 1: Verfahrensketten zur Wiederverwendung von kommunalem Abwasser (Ruhr Universität Bochum) - Teilprojekt 2: AnaKoma: Anaerobe Kommunalabwasserbehandlung (Leibniz Universität Hannover) - Teilprojekt 3: Sommer- und Winterbetrieb von Abwasserbehandlungsanlagen, die Bewässerungswasser erzeugen (TU Darmstadt) - Teilprojekt 4: Klärschlammbehandlung und -verwertung unter anderen klimatischen und sonstigen Randbedingungen (TU Braunschweig) Schlussfolgerungen, Zusammenfassung TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 2

3 Eckdaten des Forschungsverbundprojekts Gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Betreut durch den Projektträger Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, Bereich Wassertechnologie und Entsorgung (PTKA-WTE) - Laufzeit: Fördersumme: ca. 6,5 Mio. Euro 11 Universitäten, 1 Fachhochschule, 4 Industriepartner beteiligt Anzahl der Projekte: 24 Teilprojekte, Gruppiert in 3 Kernprojekten Ziele: - Anpassung und Optimierung deutscher Technologien an die unterschiedlichen Randbedingungen internationaler Märkte - Nachhaltige Verbesserung der wasserwirtschaftlichen Situation in anderen Ländern - Verbreitung von deutschem Wissen und praktischen Erfahrungen auf dem Gebiet der Abwasserbehandlung und Wasserwiederverwendung für die internationale Zusammenarbeit - Stärkung der internationalen Positionierung der deutschen Wasserwirtschaft TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 3 Quelle:

4 Struktur des Forschungsverbundprojekts RP 2A RP 1 RP 2B Kernprojekte Projektkoordinierung (Uni Bochum) Studie Praxiserfahrung und Rahmenbedingungen in anderen Ländern (Uni Bochum, TU Darmstadt, Uni Stuttgart, Uni Witten) A: Abwasserbehandlung RWTH Aachen Uni Bochum TU Darmstadt Uni Stuttgart Uni Karlsruhe (TH) Dr. Scholz & Partner GmbH Uni Halle-Wittenberg 2H Kunststoff Uni Witten/Herdecke ggmbh B: Hygienisierung und Wasserwiederverwendung TU Darmstadt Uni Bochum Uni Hannover Passavant Rödiger Anlagebau GmbH TU Braunschweig Leitfaden für Anwender (Redaktion: Uni Bochum, Öffentlichkeitsarbeit: DWA) C: Simulation und Konzepte zur Abwasserbehandlung Uni Witten/Herdecke ggmbh TU München FH Oldenburg Universität Magdeburg Uni Hannover Uni Bochum TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 4

5 Kernprojekt B: Hygienisierung und Wasserwiederverwendung B 0 Untersuchung der Randbedingungen und Kernprojektkoordinierung Prof. Cornel TU Darmstadt B 4 Klärschlammbehandlung B 2 Anaerobe Abwasserbehandlung B 1 Verfahrensketten B 3 Sommer- /Winterbetrieb Prof. Orth Uni Bochum Prof. Rosenwinkel Uni Hannover Prof. Cornel TU Darmstadt Prof. Dichtl TU Braunschweig TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 5

6 TP B1 Verfahrensketten zur Wiederverwendung von kommunalem Abwasser Zielsetzung Erfassung und Darstellung möglicher Arten der Abwasserwiederverwendung Zusammenstellung der Einsatzbedingungen und maßgebender Qualitätsanforderungen für die Wiederverwendung von kommunalem Abwasser (Fokus auf Schwellen- und Entwicklungsländern) Erfassung technischer Alternativen zur Abwasseraufbereitung und Entwicklung zielführender Verfahrensketten Präzisierung von Eingangsparametern, Leistung und Entwurfskriterien für das UV-Desinfektionsverfahren Hinweise zu Bemessung und Betrieb Demonstrationsbetrieb unter veränderten Randbedingungen (Marokko) RUHR-UNIVERSITÄT Bochum Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik - H. Orth, F. Schmidtlein TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 6

7 TP B1 Verfahrensketten zur Wiederverwendung von kommunalem Abwasser Untersuchte Verfahrensketten: PT AS SC SF UV CL PT AS SC UV CL PT = AS = SC = Prim. Treatment Activ. Sludge Second. Clarifyer PT MS UV CL SF = UV = CL = Sandfiltration UV-Disinfection Chlorination MS = Micro-Screening RUHR-UNIVERSITÄT Bochum Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik - H. Orth, F. Schmidtlein TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 7

8 TP B1 Verfahrensketten zur Wiederverwendung von kommunalem Abwasser Ablaufqualitäten der untersuchten Verfahrensstufen (E. coli und Enterokokken als Indikatororganismen) 1,0E+8 1,0E+7 E. coli cfu/100 ml 1,0E+6 1,0E+5 1,0E+4 1,0E+3 1,0E+2 intest. Enterokokken Grenzwerte für gute Wasserqualität nach EG- Badegewässerrichtlinie Binnengewässer: 1000 cfu/100 ml E. coli GW 400 cfu/100 ml intestinale Enterokokken 1,0E+1 1,0E+0 E. coli RUHR-UNIVERSITÄT Bochum Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik - H. Orth, F. Schmidtlein TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 8 Labormaßstab Pilotmaßstab Großtechnik

9 TP B1 Verfahrensketten zur Wiederverwendung von kommunalem Abwasser Notwendigkeit von Desinfektionsstufen Desinfektionsstufen sind oftmals notwendig, um eine ausreichende Wasserqualität für die Wiederverwendung zu gewährleisten Chlorierung: Wesentlicher Nachteil ist die mögliche Bildung von kanzerogenen Desinfektionsnebenprodukten (insbesondere bei Zugabe von Natriumhypochlorit) UV-Desinfektion: Mindestbestrahlungsdosen von 300 bis 400 Ws/m² sind für eine weitreichende Keimelimination und somit für viele Anwendungsformen der Wasserwiederverwendung ausreichend RUHR-UNIVERSITÄT Bochum Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik - H. Orth, F. Schmidtlein TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 9

10 TP B1 Verfahrensketten zur Wiederverwendung von kommunalem Abwasser Notwendigkeit einer Filtrationseinheit (Schnellfiltration) vor einer vor einer UV-Desinfektionsstufe 1,0E+6 1,0E+5 E. Coli (cfu/100 ml) 1,0E+4 1,0E+3 1,0E+2 k = 4,31E-2 k = 4,84E-2 1,0E+1 1,0E UV Dose (W s/m²) Abl. NK Versuchsanlage 2 Abauf Schnellfilter Versuchsanlage 2 RUHR-UNIVERSITÄT Bochum Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik - H. Orth, F. Schmidtlein TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 10

11 TP B1 Verfahrensketten zur Wiederverwendung von kommunalem Abwasser Notwendigkeit einer Filtrationseinheit (Schnellfiltration) vor einer vor einer UV-Desinfektionsstufe keine wesentliche Verbesserung der Keimbelastung (E.coli / Enterokokken, max. 1log-Stufe) ein erheblicher Rückhalt an Feststoffen bedeutet selten eine entsprechende Verbesserung der UV-Transmission Betriebssicherheit der UV-Desinfektionsstufe wird durch eine Filtrationseinheit erhöht Eine Filtrationsstufe (rückspülbar) ist relativ Aufwendig im Betrieb und verursacht Kosten EINZELLFALLENTSCHEIDUNG! RUHR-UNIVERSITÄT Bochum Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik - H. Orth, F. Schmidtlein TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 11

12 TP B1 Verfahrensketten zur Wiederverwendung von kommunalem Abwasser Mikrosiebung als Schritt einer rein mechanischen Verfahrenskette Siebung von Rohabwasser mit einer Spaltweite von 0,25 mm: Ablaufqualität erfüllt keine Anforderungen an Bewässerungswasser (insbes. hygienische Anforderungen werden nicht eingehalten) Reduktion von Feststoffen, aber keine wesentliche Verbesserung der UV- Transmission ( 10 %) oder Trübung direkter Betrieb einer nachgeschalteten UV-Desinfektion nicht möglich RUHR-UNIVERSITÄT Bochum Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik - H. Orth, F. Schmidtlein TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 12

13 TP B1 Verfahrensketten zur Wiederverwendung von kommunalem Abwasser Mikrosiebung als Schritt einer rein mechanischen Verfahrenskette Siebung von Rohabwasser mit einer Maschenweite von 0,08 mm: Ablaufqualität erfüllt keine Anforderungen an Bewässerungswasser (insbes. hygienische Anforderungen werden nicht eingehalten) Verbesserung von UV-Transmission und Trübung (bis 35 % UVT erreichbar bei minimaler Zugabe von Flockungsmitteln) direkter Betrieb einer nachgeschalteten UV-Desinfektion in Sonderfällen denkbar (sehr hohe Bestrahlungsdosen notwendig, erheblicher Energieverbrauch) RUHR-UNIVERSITÄT Bochum Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik - H. Orth, F. Schmidtlein TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 13

14 TP B1 Verfahrensketten zur Wiederverwendung von kommunalem Abwasser Demonstrationsbetrieb Marokko Versuchsergebnisse wurden über einen Zeitraum von 4 Monaten auf einer Pilotanlage in Rabat, Marokko bestätigt! RUHR-UNIVERSITÄT Bochum Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik - H. Orth, F. Schmidtlein TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 14

15 TP B2 Kommunalabwasserbehandlung Einleitung Wiederverwendung von Abwasser Biogas zum Kochen und für Strom Abwasser & Bioabfall Lebensmittel Landwirtschaft Nährstoffreiches Wasser zur Bewässerung Nachbehandlung (optional) ANAKOMA TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 15

16 Versuchsanlagen - Aufbau Teststand für Batchtests (16 1 L) Vier Anlagen im Labormaßstab (2 115 L, L) Bilanzmodell Bemessung Aufbau Gasfassung Großtechnische Versuchsanlage (50 m³ in Überseecontainer) TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 16

17 Versuchsanlagen Hydrolyse, Versäuerung und Methanbildung CSB ges Org. Säuren CSB gel CSB part Hydrolyse Versäuerung Methanbildung CSB gel Org. Säuren CSB gel Org. Säuren CSB gel aus CSB gel aus CSB part CSB Ab,Gas CSB Ab,gel CSB part CSB part CSB Ab,part CH 4 Ablauf Berechnung der Wirkungsgrade Hydrolyse [%] = CSB CH4 CSB + CSB Zulauf,gesamt Ablauf,gelöst CSB CSB Zulauf,gelöst Zulauf,gelöst 100 Versäuerung [%] = CSB CH4 + CSB CSB Ablauf,orgSäuren Zulauf,gesamt CSB CSB Zulauf,orgSäuren Zulauf,orgSäuren 100 Methanbildung [%] CH4 TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 17 = CSB CSB Zulauf,gesamt 100

18 Ergebnisse der kontinuierlichen Laborversuche 100 CSB-Elimination verschiedener UASB-Reactoren UASB-Reaktoren [Quellen: Abdel-Halim(2005), Elmitwalli(1999), Seghezzo(2004), Singh(1999)] (1999)] CSB-Elimination [%] Max. Eliminationsleistungen Min. Eliminationsleistungen 1) Berücksichtigung der CSB hom -Ablaufwerte 2) Berücksichtigung der CSB fil -Ablaufwerte TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 18 Literaturwerte ISAH Laboranlagen (2004) ISAH Laboranlagen (2007), hom (1) ISAH Laboranlagen (2007), fil (2) Reaktortemperatur [ C] Σ=72 Anlagen HRT = 2-25 h (im Mittel 9h) CSB Zu = mg/l

19 Ergebnisse der kontinuierlichen Laborversuche CSB-Elimination CSB-Elimination [%] C 22 C A B C D Versuchsanlagen Spezifische Methanproduktion und Verbleib des gebildeten Methans eliminiert] [ml CH 4 /g CSB eliminiert Verlust über Reaktorablauf im Biogas Mittelwerte der Laboranlagen: Reaktoren A&B mit Temperaturerhöhung Reaktoren C&D ohne Temperaturerhöhung TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel A B C D Versuchsanlagen

20 Methanlöslichkeit in Abhängigkeit der Temperatur Methanlöslichkeit abhängig von Methanpartialdruck und Wassertemperatur Methan im Ablauf doppelt unerwünscht: - die Gasmenge kann nicht zur Verstromung genutzt werden - höhere Treibhausgasäquivalente des Methans, welches ein Großteil der erzielten CO 2 -Einsparungen des Anaerobverfahrens wieder kompensiert Gelöster Methananteil je höher je dünner das Abwasser ist - Annahmen im Bild: Schlammbelastung: 0,02 kg CSB/(kg otr d) Methan-Partialdruck: 0,66 bar TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 20 [mg/ L] [ %] CSB vom gelösten Methan bei 0,66 bar Partialdruck gelöstes Methan gelöstes Methan bei 0,66 bar Partialdruck Temperatur [ C] Anteil des nutzbaren Methans CSB Konzentration Abwasser [ mg/ L] 30 C 25 C 20 C 15 C Einsatzbereich ANAKOMA

21 TP B3 Sommer- und Winterbetrieb Die Landwirtschaft ist der größte Wasserverbraucher weltweit Die Wiederverwendung adäquat gereinigten Abwassers für die Bewässerung kann wertvolle Wasserressourcen schonen sowie energieaufwändigere Wassergewinnungsmaßnahmen minimieren - die im Abwasser enthaltenen Nährstoffe (N und P) können ggf. genutzt werden - ABER die Bewässerungsperioden sind auf die Vegetationsperioden begrenzt Die Qualitätsanforderungen können saisonal unterschiedlich sein: - Während der Bewässerungsperioden: Nährstoffnutzung (N und P) Kohlenstoffelimination ausreichend (aber Desinfektion!) - Außerhalb der Bewässerungsperioden: Ableitung ins Gewässer oder Speicherung Nährstoffelimination erforderlich Die Nährstoffkonzentration kann der limitierende Faktor für die Bewässerung sein, wenn keine andere Wasserressourcen verfügbar teilweise Nährstoffelimination TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 21

22 Konzept für Abwasserbehandlung für die saisonale Produktion von nährstoffreichem Wasser Trennung von Reinigungszielen in separaten Stufen Erste Stufe: Kompromiss zwischen Kohlenstoffabbau und Nährstofferhalt - UASB oder hochbelastete Belebung Zweite Stufe: biologische Nährstoffelimination - Betrieben nach Bedarf Biofiltration Abl. Winter Abl. Sommer UASB Biofilter Belebung C: % 1) C: 50 C: (30) %(50) % C: > 90 % N: 0 % N: 100 N: %--- N: 30 % 1) Kohlenstoffentfernung abhängig von Temperatur und Aufenthaltszeit außer Abl. Winter Betrieb Abl. Sommer Biofilter C: 5 C: %--- N: 70 N: % --- In beiden Fällen der Biofilter (oder die nitrifizierenden Zellen) wird diskontinuierlich betrieben Schwerpunkt: - Nitrifikation in Biofiltern und Einflussparameter, insbesondere Temperatur - Strategie für den saisonalen Betrieb TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 22

23 Temperaturabhängigkeit der Nitrifikation Temperaturabhängigkeit biologischer Umsatzprozesse und besonders der Nitrifikation im Biofilm weniger ausgeprägt ist als in suspendierter Biomasse - geringere Temperaturabhängigkeit der Abbauprozesse aufgrund langer Aufenthaltszeit - Maßgebender Einfluss der Stofftransportprozesse und deren Temperaturabhängigkeit einen auf den gesamten Abbauprozess - limitierender Faktor für die Nitrifikationsrate: Sauerstofftransport bei hohen Temperaturen! Abbaugeschwindigkeit bei niedrigen Temperaturen Schnittpunkt (kritische Temperatur) hängt von anlagenspezifischen Parametern: - Partikelgröße, spezifischer Oberfläche des Trägermaterials, Biofilmdicke, vorhandeer Sauerstoffkonzentration TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 23

24 Temperaturabhängigkeit der Nitrifikation [%] Temperatur [ C] TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 24 Nitrifikationsrate für suspendierte Biomasse (Literatur) Nitrifikationsrate für fixierte Biomasse (Literatur) Massenstromdichte Sauerstoff (berechnet) Rother (2005)

25 Versuchsanlage 8 Biofilter in parallel Klimatisierter Container Ablauf Behandeltes Abwasser Rohabwasser Gebläse Misch- und Pufferbehälter Blähton, 1-3 mm 8 identische Säulen Harnstofflösung Probenahme TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 25

26 Versuche Inbetriebnahme bis Erreichung einer stabilen Nitrifikationsleistung - 5 Wochen bei 14 C Wassertemperatur mit neuem Trägermaterial (ohne vorherige Animpfung, direkte Beschickung Außerbetriebnahme: Untersuchung von 4 Lagerungsstrategien : 1. kontinuierlich belüftet mit Luftgeschwindigkeit vl = 12 m/h 2. diskontinuierlich belüftet 3. trocken 4. aufgestaut, nicht belüftet Säulen mit Belüftung (1. und 2.): aerobes Milieu - Gelöster Sauerstoff bei Sättigung (> 6 mg/l) - ph Freisetzung von hohen Mengen Nitrat (bis 50 mg/l NO 3 -N) Säule ohne Belüftung (4.): anoxisches anaerobes Milieu - Freier Sauerstoff verbraucht innerhalb 2 h nach Abschaltung der Belüftung - Leichte ph-wert Abnahme auf ca Nitrat (30 mg/l) and Sulfat (90 mg/l) verbraucht innerhalb 5-7 Tage anaerobes Milieu TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 26

27 Ergebnisse RUL [%] Abnahme der Nitrifikationsleistung während Stillstand und deren Zunahme nach Wiederinbetriebnahme für 2 Temperaturen und für 2 Milieubedingungen: Tage nach Außerbetriebnahme TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel C 25 C anoxisch/ anaerob aerob Tage nach Wiederinbetriebnahme Optimale Aktivitätserhaltung: Lagerung unter anaeroben Milieu - 14 C: 70 % Unterschied Nitrifikationsleistung, 2 Wochen bis gleiche Leistung - 25 C: 40 % Unterschied Nitrifikationsleistung, 10 Tage bis gleiche Leistung

28 Schlussfolgerungen Aufwärts durchströmte Biofilter sind ein leistungsfähiges Verfahren für die Nitrifikation von biologisch vorbehandeltem Abwasser. - Raumumsatzleistung der Nitrifikation: 1,0 bis 1,2 kg/(m³ d) Ein eingefahrener Biofilter kann dann flexibel betrieben werden - Stillstandszeiten von mehreren Wochen mit anschließender schneller Wiederinbetriebnahme sind möglich Einflussfaktoren auf die Erhaltung der Nitrifikationsleistung: - Art der Lagerung ( Lagerungsstrategie ): - Dauer des Stillstands - Temperatur Lagerungsstrategie anaerob (ohne Belüftung): Energie- oder Materialverbrauch Wechsel zwischen den Betriebsweisen (Stillstand/Betrieb) sehr einfach: keine zusätzliche bauliche oder technische Ausrüstung nötig TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 28

29 TP B4 - Klärschlammbehandlung Zielsetzung Literatur- und Vor-Ort Studien zu Behandlungs-/Verwertungspraxis in Europa, Entwicklungsund Schwellenländern Systematisierung bekannter Zusammenhänge zwischen (klimatischen) Randbedingungen und Stabilisierungs-, Desinfektionserfolg sowie Behandlungsdauer Ergänzende praktische Untersuchungen in Klimakammern Hinweise zu Bemessung und Betrieb Entscheidungsmatrix zur Verfahrensauswahl TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 29 Schlammphase flüssig entwässert Behandlungsmethode Aerobe Stabilisierung Anaerobe Stabilisierung Behandlung mit Löschkalk (CaOH 2 ) Vererdung Kompostierung Behandlung mit Branntkalk (CaO) Solare Klärschlammtrocknung Langzeitlagerung Betrachtete Klärschlammbehandlungsverfahren nach 86/278/EWG

30 TP B4 - Klärschlammbehandlung Zielsetzung Literatur- und Vor-Ort Studien zu Behandlungs-/Verwertungspraxis in Europa, Entwicklungsund Schwellenländern Systematisierung bekannter Zusammenhänge zwischen (klimatischen) Randbedingungen und Stabilisierungs-, Desinfektionserfolg sowie Behandlungsdauer Ergänzende praktische Untersuchungen in Klimakammern Hinweise zu Bemessung und Betrieb Entscheidungsmatrix zur Verfahrensauswahl TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 30 Schlammphase flüssig entwässert Behandlungsmethode Aerobe Stabilisierung Anaerobe Stabilisierung Behandlung mit Löschkalk (CaOH 2 ) Vererdung Kompostierung Behandlung mit Branntkalk (CaO) Solare Klärschlammtrocknung Langzeitlagerung Betrachtete Klärschlammbehandlungsverfahren nach 86/278/EWG

31 TP B4 - Klärschlammbehandlung Methodik getrennt aerobe und anaerobe Stabilisierung Versuche in Klimakammer im Batchverfahren TR-Verhältnis ÜS:PS = 1:1, 3:2, 2:1 T = 5 35 (55) C Gas Zulauf Stabilisierungskriterien ηotr 40 %, BSB 5 /CSB-Verhältnis 0,15 V = 7 und 23 L Restgaspotential bei 35 C Faultemperatur RGP 35 C 100 Nl/kg otr 0, HAc 200 mg/l; im Langzeitbetrieb HAc 100 mg/l (nur bei der anaeroben Stabilisierung). Ablauf V = 0,7 und 23 L TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 31

32 TP B4 - Klärschlammbehandlung Empfehlungen getrennt aerobe Stabilisierung Stabilisierungsdauer [d] Hüllkurve Literaturdaten 50 Empfehlung TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 32 Temperatur [ C]

33 TP B4 - Klärschlammbehandlung Empfehlungen anaerobe Stabilisierung Stabilisierungsdauer [d] Hüllkurve Literaturdaten 50 Empfehlung TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 33 Temperatur [ C]

34 TP B4 - Klärschlammbehandlung Einsatzbereiche von Klärschlammbehandlungsverfahren Kalkbehandlung n=31 Solare Trocknung 1) n=77 Vererdung 1) n=65 Trockenbeet 1) n=21 Kompostierung 1) n=21 anaerob n=144 empfohlener Bereich aerob simultan aerob getrennt aerob thermophil 2) 2) 2) TU Darmstadt Institut Q0-Q7,5 WAR Abwassertechnik Q7,5-Q25 P. Cornel Q25-Q75 34 Q75-Q92,5 Q92,5-Q100 n=285 n=20 n=20 EW 1) In warmen Klimaten auch für höhere Anschlussgrößen geeignet 2) Unter Berücksichtigung der derzeitigen Energiepreisentwicklung

35 TP B4 - Klärschlammbehandlung Matrix Klärschlammbehandlungsverfahren Reduktion von Masse und Volumen Reduktionpathogener Mikroorganismen Bewertung Reduktion von Gerüchen Pflanzenverträglichkeit nach BGK-Kriterien 1) Verbesserung der Entwässerbarkeit Energieproduktion Belastung des Schlammwassers Anspruch an das Betriebspersonal Investitionen Betriebskosten incl. Energie + hoch o mäßig - gering oder nicht vorhanden -- gegenteilig getrennt aerob o o o o - o o o + aerob thermophil o + o + - o o + + anaerob o o + o o Löschkalkbehandlung o Vererdung o - o o o - o - Trockenbeetentwässerung + o o o Kompostierung o o o Branntkalkbehandlung o - Solare Trocknung + o o o o o o Langzeitlagerung o entwässert flüssig 1) BGK (1998) Methodenbuch zur Analyse von Kompost, 4. Auflage Eigenverlag Köln. TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 35

36 Zusammenfassung Das Verbundprojekt bringt einen deutlichen Erkenntnisgewinn Die Ergebnisse ermöglichen eine sichere Auslegung in Temperatur- und Anwendungsbereiche, die von der DWA-Merk- und Arbeitsblättern nicht abgedeckt werden Weitere Auslegungs- und Betriebsempfehlungen sowie die Ergebnisse der anderen Projekte des BMBF-Forschungsverbundprojekts sind in dem Leitfaden dokumentiert Der Leitfaden zur Abwassertechnologie in anderen Ländern, erscheint 2010 (Hrsg: BMBF unterstützt durch Ruhr-Universität Bochum, Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik) TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 36

37 Danksagung Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) für die Förderung des Verbundprojektes Projektleiter und Bearbeitern der Teilprojekte für die Zuarbeit bei der Erstellung dieses Beitrags bedanken: - Dipl.-Ing. Florian Schmidtlein, Prof. Dr.-Ing. Hermann Orth, - Dipl.-Geoökol. Katrin Bauerfeld, Dr.-Ing. X. Dai, PD Dr.- Ing. Thomas Dockhorn, Prof. Dr.-Ing. Norbert Dichtl - Dipl.-Ing. Linda Hinken, Dr.-Ing. Ingo Urban, Dr.-Ing. Dirk Weichgrebe, Prof. Dr.-Ing. Karl Heinz Rosenwinkel TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 37

38 DWA-Themenband zur Wasserwiederverwendung Bewertung von Verfahrensstufen zur Abwasseraufbereitung für die Wiederverwendung Einordnung der Wiederverwendung unter internationalen Randbedingungen Bewertungsmatrix von Verfahrensstufen Übersetzungen in Englisch, Französisch, Arabisch, Chinesisch und Farsi (Persisch) Mehrsprachiger Sammelband (Englisch, Arabisch, Chinesisch) hier kostenlos erhältlich! TU Darmstadt Institut WAR Abwassertechnik P. Cornel 38