Konzeption, Planung und Bau einer Ozonungsanlage zur Vollstrombehandlung auf der Kläranlage Aachen-Soers

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Edith Dittmar
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1 Konzeption, Planung und Bau einer Ozonungsanlage zur Vollstrombehandlung auf der Kläranlage Aachen-Soers Thomas Rolfs Christopher Keysers Wolfgang Firk

2 Wasserverband Eifel-Rur 2

3 Wasserwirtschaftliche Situation der Wurm 53 km Fließstrecke bis zur Rur Einzugsgebiet der Wurm: 354 km 2 ~ E (~ E AC) 340 %-iger Abwasseranteil bei MNQ Q KA = 750 l/s MNQ Wurm = 219 l/s 3

EW : 458.300 E Q max : 2.988 l/s Kläranlage Aachen-Soers JAM : 25 Mio.

4 EW : E Q max : l/s Kläranlage Aachen-Soers JAM : 25 Mio. m 3 Überwachungswerte CSB: 40 mg/l P ges : 0,4 mg/l NH 4 -N: 1 mg/l N anorg,ges : 13 mg/l 4

5 Vorarbeiten Studie ISA RWTH Aachen zur Ozonung 2013 Begleitforschung 12/ , ff gefördert vom Land NRW o Versuchsanlage o Analytik o Monitoring im Gewässer vorher o Monitoring im Gewässer nachher 5

6 Spurenstoffe KA Aachen-Soers im Vergleich (24-h-MP Ablauf Nachklärung, Min-Max) Bisphenol A 1-H-Benzotriazol Iopamidol Amidotrizoesäure Metoprolol Sulfamethoxazol Diclofenac Carbamazepin [ng/l] Duisburg-Vierlinden Aachen-Soers Schwerte Bad Sassendorf 6

7 Konzentration [ng/l] Spurenstoffbelastung der Wurm (Stichproben bei Trockenwetterabfluss) Wurm oberhalb KA Wurm unterhalb KA Einfluss mechanischbiologische Kläranlage

8 Verfahrenswahl o Pulveraktivkohlezugabe nach biologischer Reinigung Flächen für Adsorptions- und Sedimentationsstufe nicht vorhanden o simultane Pulveraktivkohlezugabe ins Belebungsbecken leistungsschwache Nachklärung, strenge Anforderungen an NH 4 -N von 1 mg/l o GAK-Filtration kurze Standzeiten der GAK o Pulveraktivkohlezugabe im den Filterüberstau bereits hohe Feststoffbelastung o Ozonung geringer Flächenbedarf, Nachbehandlungsverfahren vorhanden 8

9 Konzeption der Ozonung Fließweg Bypass Filtration NK 2 LINPOR NK 1 NK 4 NK 3 LINPOR Ozonreaktor ZPW 9

10 Spurenstoffelimination der Versuchsanlage 10

11 Hydraulik Q T,h,max = l/s Q max = l/s Ozondosis (mit DOC: ~ 7 mg/l) z spez. = 0,7 g O3 /g DOC für Q T,h,max z spez. = 0,5 g O3 /g DOC für Q max NO 2 -N: < BG Bemessungsparameter (BG 0,35 mg/l) Ozonverbrauch zur Oxidierung des Nitrits (3,4 g O3 /g NO2 -N) AFS: ~ 5 mg/l 11

12 DOC [mg/l]; SKK 254 [1/m] Abfluss [m 3 /2h] Dynamik des DOC im Ablauf Nachklärung SAK 254_TW SAK 254_MW DOC_TW DOC_MW Q_TW Q_MW :00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 2:00 4:00 6:

13 Regelung des Ozoneintrags Steuerung des Ozoneintrags o volumenproportional: Q o Absorbanzabnahme: Δ Absorbanz (UV 254, UV xxx ) o frachtproportional: DOC eq überlagert mit : O 3 im Offgas O 3 im Ablauf der Ozonung 13

14 O3 [mg O3 /l] Ozonzehrung in den Versuchen 5,0 4,0 3,0 z = 0,76_TW z = 0,55_TW z = 0,72_MW z = 0,53_MW 2,0 1,0 0, Zeit [s] 14

15 Reaktorvolumen erf. Aufenthaltszeiten aus den Versuchen: Q T,h,max : 20 Minuten Q max : 10 Minuten gewähltes Reaktorvolumen: V O3 = m 3 zweistraßige Ausführung mit je m 3 Kontrolle der Aufenthaltszeit für : Q T,h,max Q max = 30 Minuten = 12 Minuten 15

16 Ozonproduktion und -eintrag 3 Generatoren mit je 10,8 kg O3 /h = 32,4 kg O3 /h Gasvolumenströme: 226,5 Nm 3 /h (LOX) 218,9 Nm 3 /h (O 3 /O 2 ) mit 148 go 3 /Nm 3 Ozoneintrag über 112 Diffusoren: 2 Straßen mit je 2 Eintragssträngen, 28 Diffusoren je Eintragsstrang 16

17 Zwischenhebewerk und Ozonanlage 17

18 Schnitt Ozonreaktor und Betriebsgebäude 18

19 Baukosten Ozonung und Betriebsmittelbedarf Kostenberechnung (brutto exkl. Ing.-Honorar und NK-Optimierung) Bautechnik: 5,6 Mio. Maschinentechnik: 3,2 Mio. gefördert durch EMSR-Technik: 1,0 Mio. das Land NRW Betriebsmittel O kgo 3 /a O kgo 2 /a Energiebedarf kwh/a Ozonproduktion: kwh/a ( kgo 3 /a 11 kwh/kgo 3 ) Verlusthöhe Reaktor: kwh/a (1 m 5,5 Wh/(m 3 m) x 25 Mio. m 3 /a) 19

20 Zeitplan Studie ISA RWTH Aachen Zuwendungsbescheid Großtechnik Zuwendungsbescheid Demo3AC VOF - Verfahren Beauftragung der Arge Genehmigungsverfahren nach 57(2) LWG Veröffentlichung der Ausschreibung Auftragsvergabe Baubeginn der Maßnahme Inbetriebnahme/Probebetrieb Regelbetrieb 20

21 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit 21

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