Abwasserbehandlung mit Membranbelebungsreaktortechnologie in Siedlungsgebieten: Das Projekt Wartenberg-Margaretenhöhe

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1 Abwasserbehandlung mit Membranbelebungsreaktortechnologie in Siedlungsgebieten: Das Projekt Wartenberg-Margaretenhöhe Regina Gnirss (Berliner Wasserbetriebe) Boris Lesjean (KompetenzZentrum Wasser Berlin) Martin Vocks (KompetenzZentrum Wasser Berlin)

2 Motivation Ca Einwohner sind in Berlin nicht an eine Kanalisation angeschlossen In Berlin sind nur abflusslose Gruben erlaubt Möglichkeit der dezentralen Abwasserbehandlung soll überprüft werden 2

3 ENREM-Projekt Enhanced Nutrients Removal in Membrane Bioreactor (Vermehrte Nährstoffelimination N in Membranbelebungsreaktoren) Ziel: Demonstration eines neuartigen Prozesses zur weitgehenden biologischen Nährstoffelimination im MBR Prozess wurde in einem dreijährigen Forschungsprojekt entwickelt Patent bei Berliner Wasserbetriebe und Veolia Wasser 3

4 Beteiligte 3,5 jähriges Demonstrationsprojekt: Gesamtbudget: ca. 3,5 Mio. (ca. 600k LIFE-Mittel) Koordinierung, Untersuchungen Auftraggeber, Anlagenbetreiber Membrananlagenbauer Druckstationen ANJOU RECHERCHE Technischer Berater Vorstudie 4

5 Standortbestimmung Projektvarianten Margaretenhöhe (250 EW) IK [T ] PKBW [T ] Druckentwässerung + KW ohne Fixkosten ,8 699 JK [T ] JK 3 [ /EW] Druckentwässerung + MBR ,1 710 (+1.5%) Druckentwässerung + KW mit Fixkosten ,5 867 (+24%) Stadtrandsiedlung Blankenfelde (670 EW) Freispiegelentwässerung mit Pumpwerk + KW ohne Fixkosten ,2 481 Freispiegelentwässerung mit Pumpwerk + MBR ,6 523 (+9%) Freispiegelentwässerung mit Pumpwerk + KW mit Fixkosten ,1 649 (+35%) IK: Investitionskosten; PKBW: Projektkostenbarwert; JK: Jahreskosten; (nach LAWA) Die jeweils günstigsten Varianten wurden verglichen (Druck- od. Freispiegelentwässerung) Mit Berücksichtigung der Kapitalkosten des KW ist die dezentrale Lösung günstiger Höhere Ablaufqualität, Umweltqualität, Wiederverwendung des Klarlaufs im Siedlungsgebiet durch MBR 5

6 Standort Demonstrationsanlage Margartenhöhe 6

7 Einzugsgebiet 7

8 Druckentwässerung Puffertank ermöglicht gleichmäßige Beschickung der Anlage Auslegung der Membranfläche nach mittlerem Fluss möglich Speicher M Puffer -tank MBR 8

9 Zulauf Inflow on the 07/21/2006 (5min-values) inflow [m³/h] Level in Buffertank 3,5 10,0 3,0 2,5 9,0 8,0 7,0 daily inflow [m³/h] 2,0 1,5 6,0 5,0 4,0 Buffertank [m³] 1,0 3,0 2,0 0,5 1,0 0,0 00:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0, :00 time [min] 9

10 Zulaufprofil Zulauf (L/d) MO DI MI DO FR SA SO Deutlicher Unterschied zwischen Werktagen und Wochenende Bis zu 45% mehr Wasser an Wochenenden 10

11 Zulauf Tabelle nach DWA keine industriellen Einleitungen kein Regenwasser sparsamer Umgang mit Wasser Messungen in ähnlichen Gebieten zeigen Gleiches stark konzentriertes Abwasser Q BSB CSB TN TP SS L/(EW d) Konzentration in [mg/l]

12 Geforderte Ablaufqualität Geforderte Ablaufqualität Parameter Ziel Elimination Desinfektion EU Badewasser Phosphor < 0.1 mgp/l > 99% Elimination - Stickstoff < 10 mgn/l > 95% Elimination CSB < 50 mg/l 12

13 Strategie Desinfektion: Membranbelebungsanlage Rechen Sandfang Sieb Belebungsbecken Belüftungsbecken Absetzbecken Sandfilter Desinfektion Abwasser Ablauf Luft Überschussschlamm Membranbelebungsreaktor (MBR): fang Membran Abwasser Ablauf Luft Überschussschlamm Überschussschlamm 13

14 Strategie 99% Phosphorentfernung: vermehrte biologische P-Elimination und Simultanfällung wenn nötig 95% Stickstoffelimination: Nachgeschaltete Denitrifikation ohne externe Kohlenstoffdosierung Prozess zeigte hervorragende Ergebnisse im Forschungsprojekt 14

15 MBR Anlage MBR Anlage Kosten für Membrananlage, Tanks, Siebung und MSR Technik:

16 Anlagenprofil NH4-N NO3-N NO2-N PO4-P CSB TP TN Zu (mg/l) ,2 143 Ab (mg/l) ,18 9,36 45 NH 4 -N (mg/l) NO 3 -N, NO 2 -N, PO 4 -P (mg/l) 0 Z M1 AN M2 AE1 AE2 AX1 AX2 F2 0 16

17 Ablaufqualität >95% der Proben liegen für Fäkalkoliforme unterhalb der Nachweisgrenze 17

18 Danksagung Detaillierte Vorstellung aller Ergebnisse des ENREM Projektes in einem Workshop am 6. Juni 2006 Diese Arbeit wurde im Rahmen des ENREM Projektes mit Unterstützung durch das EU Life Programm LIFE-program (LIFE 04 ENV/DE/058) durchgeführt. Alle Projektpartner sind dankbar für diese Unterstützung. Weitere Informationen: 18