Lehrer-Obmann-Tag, DWA Sachsen/Thüringen in Jena am 20/21. März Dr.-Ing. Dieter Schreff. SBR-Anlagen. Funktion und Betrieb

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1 Lehrer-Obmann-Tag, DWA Sachsen/Thüringen in Jena am 20/21. März 2007 Dr.-Ing. Dieter Schreff SBR-Anlagen Funktion und Betrieb Ingenieurgesellschaft für Abwassertechnik mbh, Weyarn

2 Inhaltsübersicht Unterschied zwischen SBR und Belebungsanlage Grundprinzip und Besonderheiten des SBR-Verfahrens Füllstrategien / Anfangskonzentrationen Reaktionsphase Sedimentation und Klarwasserabzug Maschinelle Ausrüstung Varianten des SBR-Verfahrens Betriebserfahrungen (Umfrageergebnisse) Zyklusdauer Füllstrategien in der Praxis

3 Vergleich Belebung - SBR Kontinuierliches Belebungsverfahren SBR-Verfahren "Alles findet in einem Becken statt." Reinigungsprozess entlang einer Zeitachse (Serielle Prozessbedingungen in zeitlicher Abfolge). diskontinuierliche Abwasserzufuhr diskontinuierliche Abwasserentnahme variabler Wasserspiegel Systembauweise und automatisierte Betriebsführung

4 Gesamtkonzeption einer SBR-Anlage Zulauf Vor-Reinigung Rückbelastung Vorspeicher... SBR 1 SBR 2 SBR n Havariebehälter Schlammbehandlung Ablaufspeicher Vorfluter

5 SBR-Anlagen Beispiele Ebenerdige Aufstellung in Stahlbeton Ebenerdige Aufstellung in Edelstahl oder lierter Stahl

6 Der Reinigungszyklus beim SBR-Verfahren Aktive Phasen = Reaktionszeit PAUSE FÜLLEN MISCHEN ÜS ABZIEHEN BELÜFTEN ABSETZEN

7 Zyklusprogramm Zyklusdauer t Z Füllen (1) (2) (3) z.b. bei schwieriger N-Elimination Reaktionsdauer t R Mischen Belüften Sedimentieren Dekantieren/ ÜS-Abziehen (Pause) Zeitfortschritt

8 Ausrüstung stung von SBR-Anlagen (1) Füllstandsmessung (2) O 2 -Messung (3) Option Onlinemessungen (z.b. NO x -N, PO 4 -P) Zulauf- Pumpwerk (3) (1) (2) Schwimmschlammabzug Mischen Abziehen/ Dekantieren Belüftung ÜS-Entnahme (mit Mengenmessung)

9 Klarwasserabzugseinrichtungen (1) M Wehr schwimmend starre Ablaufleitung mit Motor-Antrieb schwimmend flexible Ablaufleitung Ablauf über lagefixierten Öffnung

10 Klarwasserabzugseinrichtungen (2) Schwimmschlammdecke minwsp Ablauf Klarwasser

11 Klarwasserabzugseinrichtungen (3) Ausführungsbeispiele

12 Konzentrationsprofil NH4-N N und NO3-N Füllen + Rühren Belüften Sed. Dek. Reaktionsphase NO3-N NH4-N

13 Konzentrationsprofil CSB, O2 und PO4-P Füllen + Rühren Belüften Sed. Dek. CSB Zugabe Fällmittel O2 PO4-P

14 Sedimentation und Klarwasserabzug Schlammspiegelhöhe im SBR Wasserspiegel Beruhigen, Flockenbildung Ungünstiger Verlauf V min Optimaler Verlauf Ungehindertes Absetzen Kompressionsphase Ende Belüften Beginn Dekantieren

15 Vergleich BB - SBR - Konzentrationsprofile Kontinuierliches Belebungsverfahren SBR-Verfahren C C s (Wegachse) t (Zeitachse)

16 Volumenaustausch + Füllgeschwindigkeit F Volumenaustauschrate f = A V V R V SV,min V max V min V R Relative Füllgeschwindigkeit r = F t t F Z tf tz

17 Einfluß der FüllstrategieF Konzentration C (mg/l) (a) hohes f A, kleines r F (b) mittleres f A, mittleres r F (c) kleines f A, sehr großes r F Zyklusdauer t (h)

18 Betriebsstrategien beim SBR-Verfahren (A) Intermittierendes Füllen mit Vorspeicher erlaubt kontrolliertes Füllen, Wasserspiegel und/oder Zykluszeit definierbar (B) Alternierendes Füllen ohne Vorspeicher in Abhängigkeit vom Zulauf, mind. 2 SBR Wasserspiegel oder Zykluszeit definierbar (C) Kontinuierliches Füllen ohne Vorspeicher vereinfachtes System mit nur 1 SBR Wasserspiegel oder Zykluszeit definierbar

19 (A) Zyklusgestaltung mit Vorspeicher Zulauf Vorspeicher f A = 0,2-0,5 r F 0,3 t Z = h Füllen Rühren Belüften Absetzen Abziehen Pause Ablauf Zyklus (optional)

20 (B) Zyklusgestaltung mit alternierendem FüllenF Zulauf f A = 0,1-0,3 r F = 1/n (z.b. 0,3 0,5) t Z = h Ablauf Füllen Rühren Belüften Absetzen Abziehen Pause (optional) Zyklus

21 (C) Zyklusgestaltung mit kontinuierlichem FüllenF Zulauf M f A 0,1 r F 0,95 Ablauf t Z = h Option Füllen Rühren Belüften Absetzen Abziehen Pause (entfällt) Zyklus

22 Umfrage 2004 auf bayerischen SBR-Anlagen Erfahrungen aus der Praxis PA US E FÜL LE N MISCHEN ÜS ABZIE HEN ABSET ZEN BELÜFTEN

23 Aktive Zeit im Zyklus SBR-Anlagen in Bayern 100% Mittelwert: t R = 73 % (58 bis 90%) 90% Optimal 80% Aktive Zeit (relativ) 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 Zyklusdauer (h)

24 Füllstrategien in der Praxis (1999) SBR Relative Fülldauer t F /t Z G 0,92 D 0,92 I 0,88 C 0,88 E 0,67 L 0,63 K 0,58 H 0,55 F 0,5 A 0,5 B 0,03 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 t(filling)/t(cycle) max. rate [ % ] Austauschrate f A A B C D E F G H I K L SBR

25 Füllstrategien in der Praxis (2004) Relative Fülldauer Fülldauer t F : t Z (%) t F /t Z 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

26 Füllstrategien in der Praxis (2004) Austauschrate f A (%) f A 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%

27 Größ ößenverteilung SBR-Anlagen in Bayern Anlagen, gesamt: 50 Ausgewertete Anlagen: 46 (92%) 14 Anzahl SBR-Anlagen bis 999 EW EW EW > EW

28 Entwicklung SBR-Anlagen in Bayern Seit 2000 SBR-Sondernachbarschaften "Nord" und "Süd" 1. Treffen bayerischer SBR-Anlagen (TUM)

29 Zusammenfassung SBR-Verfahren ist ein Typ des Belebtschlammverfahrens im Aufstaubetrieb mit diskontinuierlichem Füllen und Entleeren. Verfahrensvarianten unterscheiden sich durch Austauschvolumen, Fülldauer und resultierender Zyklusdauer. Vorteil des SBR-Verfahrens: "Verfahrensflexibilität", d.h. auf Belastungsschwankungen (Hydraulik, Schmutzfracht) kann reagiert werden, aber nur wenn ausreichend Vorspeichervolumen stoßweise Beschickung Und "last but not least" der Kenntnisstand des Betriebspersonals entsprechend gefördert wird. Ingenieurgesellschaft für Abwassertechnik mbh, Weyarn