Aktuelle EFRE-Projekte P-ReDesign Wiesental auf der Kläranlage Steinen des Abwasserverbands Mittleres Wiesental

Transkript

1 Aktuelle EFRE-Projekte P-ReDesign Wiesental auf der Kläranlage Steinen des Abwasserverbands Mittleres Wiesental Dr.-Ing. Christopher Keysers Weber-Ingenieure GmbH Pforzheim/Deutschland

2 Veranlassung Novellierung Klärschlammverordnung (BGBl. I S v ) Ab 2029, unabhängig von der Ausbaugröße, ab P-Gehalt im Schlamm 20 g P/kg TM, Entsorgung in Monoverbrennung/Kohlekraftwerk nur zulässig, wenn: separate Aschelagerung/Rückgewinnung aus Asche (> 80 %) Verringerung der P-Konzentration im Schlamm durch P-Rückgewinnung - bis Gehalt < 20 g P/kg TM erreicht - oder Rückgewinnungsgrad > 50 % Für KA > E (ab 2029) bzw. > E (ab 2032): Zementwerk nur wenn P-Gehalt im Schlamm 20 g P/kg TM oder P-Rückgewinnung im Schlamm Phosphorrückgewinnungstrategie Baden-Württemberg (Okt. 2012) P-Rückgewinnung aus Schlamm und Schlammasche Bau von Pilotanlagen Erhöhung Verbrennungsquoten Erhöhung Monoverbrennungskapazität + Pilotanlagen

3 Projektziele Grundidee Alternative zur Monoverbrennung und P-Rückgewinnung aus der Asche für Kläranlagen mit vermehrter biologischer P-Elimination MAP-Fällung nach Desintegration und vor der Faulung Kombinatorischer Ansatz Optimierung bzw. Intensivierung der vermehrten biologischen P-Elimination P-Rückgewinnung aus der wässrigen Phase nach Desintegration und vor der Faulung

4 Projektpartner Vorhabensträger: Projektbeteiligte: Ingenieurbüro: Weber Ingenieure Verfahrensentwickler/ Anlagenbauer: Wissenschaftliche Begleitung: Qualitätskontrolle Düngemittel: PCS Consult RWTH Aachen Institut für Siedlungswasserwirtschaft Universität Hohenheim

5 Kläranlage Steinen Kenndaten Ausbaugröße: E Inbetriebnahme: 1975 / Erweiterung 1995 Verfahren: mechanisch-biologische Abwasserreinigung mit vermehrter biologischer und chemischer P-Elimination anaerobe Schlammstabilisierung thermische Klärschlammtrocknung BSB 5 Überwachungswert (qualifizierte Stichprobe) 15 mg/l Zielwert (Jahresmittelwert) CSB 44 mg/l 28 mg/l N anorg 13 mg/l 6 mg/l NH 4 -N 5 mg/l 1 mg/l P ges 1 mg/l 0,5 mg/l

6 Kläranlage Steinen Anlagenlayout

7 Kläranlage Steinen Anlagenlayout Vorklärbecken

8 Kläranlage Steinen Anlagenlayout Anaerobbecken

9 Kläranlage Steinen Anlagenlayout Denitrifikation

10 Kläranlage Steinen Anlagenlayout Nitrifikation

11 Kläranlage Steinen Anlagenlayout Faulung

12 Kläranlage Steinen Anlagenlayout ÜS-Eindickung FS-Entwässerung KS-Trocknung

13 P-Gehalt [g P/g TM] Kläranlage Steinen Relevante Betriebsdaten Schlammanfall P-Gehalt des Klärschlamms Primärschlamm [m 3 /a] Überschussschlamm [m 3 /a] Mittelwert: 46,2 g P /g TM % kg P /a Zulauffracht: kg P /a Ablauffracht: kg P/a

14 Konzeption der Pilotanlage Wesentliche Anlagenkomponenten Aufschluss/Hydrolyse Fest/Flüssig-Trennung nach der Hydrolyse MAP-Fällung vor Faulung MAP-Fällung nach Faulung (optional)

15 Konzeption der Pilotanlage Aufschluss/Hydrolyse ph-wert Anhebung Thermisch/chemische Hydrolyse Rücklösung von P Minimierung refraktären CSB Untersuchungsaspekte Optimierung P-Rücklösung Reaktionszeit Temperatur ph-wert

16 Konzeption der Pilotanlage Fest/Flüssig Trennung Phasenseparation des Hydrolysats (feine kolloidale Struktur) mittels Zentrifugation Reine Wasserphase (geringer Anteil organischer Feststoffe) Untersuchungsaspekte Anpassung auf das neue Medium Maschinenkonstruktion Flockungshilfsmittel Prozessführung Einbringung von Faulschlamm vor der Zentrifugation

17 Konzeption der Pilotanlage P-Abreicherung (MAP-Fällung) ph-wert Einstellung und MAP-Fällung unter Zugabe von Metallionen (Mg 2 + ) und Faulschlammrückführung vor der Zentrifugation (10) oder Filtrat-Rückführung der Faulschlammentwässerung (11) NH 4 -N Quelle MAP-Abscheidung > 90 % Untersuchungsaspekte Prozessführung Abtrennungsaggregat

18 Konzeption der Pilotanlage P-Abreicherung (MAP-Nachfällung) ph-wert Einstellung und MAP-Fällung unter Zugabe von Metallionen (Mg 2 + ) und Filtrat-Rückführung (NH 4 -N-Quelle) Optionale Nachfällung zur Erreichung der P-Rückgewinnungsquote von 50%

19 Konzeption der Pilotanlage MAP-Aufbereitung Separate Aufbereitung beider MAP-Stoffströme (5) und (9) Granulations- und Pelletierungsversuche Marktfähiges Produkt

20 Zusammenfassung und Ausblick Einzelne Verfahrensschritte sind in der Praxis bereits erprobt Hydrolyse und Phosphatfällung aus Roh- bzw. Faulschlamm Rohschlammhydrolyse und MAP-Fällung Anpassung und Optimierung der einzelnen Prozesse auf die projektspezifische Zielsetzung Herausforderung Intensivierung von BioP vs. P-Ablaufwerte (Überwachungs- und Zielwert)

21 Zusammenfassung und Ausblick Aufnahme des Status-quo Maßnahmen zur Intensivierung der vermehrten biologischen P-Elimination Verbesserung des C/N-Verhältnisses (Rückbau der Trocknung) ggf. Vergrößerung des anaeroben Beckenvolumens Planung und Bau der Pilotanlage Inbetriebnahme / Optimierung

22 Aktuelle EFRE-Projekte P-ReDesign Wiesental auf der Kläranlage Steinen des Abwasserverbands Mittleres Wiesental Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!