27. September Technische Innovation bei der Abwasserreinigung. Dipl.-Ing. Klaus Alt. Oswald Schulze Stiftung

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1 Technische Innovation bei der Abwasserreinigung Oswald Schulze Stiftung Umbau von Flockungsfiltrationsanlagen zu Aktivkohle- / Ozonanlagen 27. September 2018 Dipl.-Ing. Klaus Alt Seite 1

2 Gliederung Einleitung Konzeptentwicklung Projekte der 4. Reinigungsstufe / Spurenstoffelimination Kläranlage Lemgo Kläranlage Bad Oeynhausen Stuttgart Mühlhausen Veranlassung Kurzvorstellung, Planungsaspekte, Wirtschaftlichkeit Zusammenfassung Seite 2

3 Einleitung und Veranlassung Modernisierungsbedarf, Ganzheitliche Betrachtung Fortgeschrittenes Alter der Bau-, Maschinen- und EMSR-Technik Hohe Instandhaltungskosten Optimierungsbedarf, hohes Potential zur Nutzung als 4. Reinigungsstufe Seite 3

4 Filtrationsanlagen in Nordrhein-Westfalen Quelle: LANUV-NRW (Niklas-Kom, 2012) Seite 4

5 Konzeptentwicklung Nachklärung / 4. Reinigungsstufe Gesamtkonzept mit Optimierung der NKB sinnvoll Betriebsstabilität der Reinigungsleistung? (AFS, CSB, Phosphor) Zukünftige Anforderungen an Phosphor Betriebliche Optimierung, großtechnische Versuche, Eigeninitiative Betrieb CFD-Simulation Gestaltung Mittelbauwerk Wassertiefe Ablaufdetails Sanierungsbedarf Bautechnik? Seite 5

6 ZKA Lemgo Kurzbeschreibung Ausbaugröße: EW Mischwasserzufluss: 928 l/s Trockenwetterzufluss: 343 l/s Bauzeit Sanierung 2017 Nachklärbecken 1, inkl. Betonsanierung Maßnahmen 2. BA 2018/19 Umbau Nachklärbecken 2 und Belebungsbecken 1 Neubau 2017/2018 Belebungsbecken Seite 6

7 ZKA Lemgo Erweiterung der Kläranlage DN N Flockungsfiltration Seite 7

8 ZKA Lemgo Erweiterung der Kläranlage Umrüstung zur Ozonung DN Umrüstung zur Deammonifikation (2 Speicher + 2 SBRs) N Flockungsfiltration Erweiterung der Kläranlage um eine Prozesswasserbehandlung (Deammonifikation) und 4. Reinigungsstufe (Ozonung) Seite 8

9 ZKA Lemgo Pilotanlage Ozon / GAK Seite 9

10 ZKA Lemgo Ozon oder Kombination Ozon / GAK? Filterstufe Lemgo Potentielle Umrüstung zu GAK-Filtern Umrüstung zur Ozonung DN Umrüstung zur Deammonifikation (2 Speicher + 2 SBRs) N Flockungsfiltration Seite 10

11 Kläranlage Bad Oeynhausen Kurzbeschreibung Ausbaugröße EW Trockenwetter 308 l/s Mischwasser 616 l/s Belebungsanlage mit 12 Nachklärbecken Nachklärbecken Filter Belebungsbecken Flockungsfiltration Fa. WATEK Abwärts durchströmte Filtration Baujahr Zellen mit einer Filterfläche von je 37 m² Filteraufbau 0,9 m Anthrazit (Ø 1,4 2,5 mm) 0,7 m Basalt (Ø 1,0 1,6 mm) 0,5 m Stützschicht (Ø 4,5 8,0 mm) Seite 11

12 Kläranlage Bad Oeynhausen - Umrüstung zur Spurenstoffelimination Pilotversuch zur Umrüstung von einer Filterkammer zum GAK-Filter (später 3 Filter) Behandlung eines Teilstroms (max. TW-Zufluss 200 l/s) Sanierung der bestehenden Flockungsfiltration (5 von derzeit 8 Filtern) u.a.: Neuer Filterdüsenboden mit ca. 60 Düsen/m² Auftriebssicherung Filterdüsenboden Optimierung der Spülluftverteilung Bedarfsgerechte Auslegung der Zulaufpumpen, Rückspülpumpen und Spülluftgebläse Seite 12

13 Kläranlage Bad Oeynhausen - Umrüstung zur Spurenstoffelimination Pilotversuch Flockungsfilter q (5 Zellen) = 13,7 m/h q (4 Zellen) = 17,2 m/h DWA 203 = 15,0 m/h erfolgreich bei 15 bis 18 m/h 1 Pilotversuch GAK: Filterhöhe 2,15 m Kontaktzeit 28 min Bettvolumen m³/m³ Beschickung aus Klarwasservorlage Versuchsbetrieb Seite 13

14 PAK Zugabe in den Überstand Raumfiltration - Chronologie Empfehlung Metcalf Eddy 1996, V. Mayer 1991 Erste erfolgreiche Versuche eawag M. Böhler, H. Siegriest, Kloten Optikon 2009 Wuppertal Buchenhofen, Pilotversuch in 60 m² Filterzelle, positive Ergebnisse (Dr. Erbe Essener Tagung 2010) Seite 14

15 HKW Stuttgart Mühlhausen PAK Zugabe Raumfiltration Biologie Süd Raumfiltration Biologie Nord Projektdaten Ausbaugröße: EW Mischwasserzufluss: 7,5 m³/s Teilstrombehandlung: 2,8 m³/s Projektlaufzeit: Seite 15

16 HKW Stuttgart Mühlhausen PAK Zugabe Raumfiltration Ergebnis der Vorplanung (2014): PAK Adsorptionsstufe mit separater Sedimentation (3 NKB mit Ø 49 m) Positiver Erfahrungsaustausch SES und Wupperverband vom und Pilotversuch Kompetenzzentrum KomS erfolgreich Wirtschaftlichkeit und betriebliche Argumente ausschlaggebend Seite 16

17 HKW Stuttgart Mühlhausen PAK Zugabe Raumfiltration Ergebnis der Vorplanung: PAK Adsorptionsstufe mit separater Sedimentation (3 NKB mit Ø 49 m) Positiver Erfahrungsaustausch SES und Wupperverband vom und Pilotversuch Kompetenzzentrum KomS erfolgreich Wirtschaftlichkeit und betriebliche Argumente ausschlaggebend Seite 17

18 HKW Stuttgart Mühlhausen PAK Zugabe Raumfiltration Ergebnis der Vorplanung: PAK Adsorptionsstufe mit separater Sedimentation (3 NKB mit Ø 49 m) Positiver Erfahrungsaustausch SES und Wupperverband vom und Pilotversuch Kompetenzzentrum KomS über 1 Jahr erfolgreich Versuchsanlage des Kompetenzzentrums BW Wirtschaftlichkeit ausschlaggebend für die großtechnische Realisierung Seite 18

19 Fazit Viele umgenutzte Filteranlagen bereits erfolgreich in Betrieb / in Planung (GAK, PAK, Ozon) Vielzahl von Varianten zur Optimierung P-Elimination und Mikroschadstoffe möglich Umnutzung bestehender Flockungsfilter wird zukünftig an Bedeutung gewinnen Ganzheitliche Konzepte (Phosphor, Mikroschadstoffe, Mikroplastik) mit Blick über den Tellerrand Betriebspersonal in Planung einbeziehen Energie, Ressourcen Wirtschaftlichkeit Seite 19

20 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Wir danken unseren Projektpartnern! Seite 20