Elimination von Mikroverunreinigungen auf Kläranlagen: Neuigkeiten und aktuelle Entwicklungen

Transkript

1 Verband Schweizer Abwasser- und Gewässerschutzfachleute Association suisse des professionnels de la protection des eaux Associazione svizzera dei professionisti della protezione delle acque Swiss Water Pollution Control Association Elimination von Mikroverunreinigungen auf Kläranlagen: Neuigkeiten und aktuelle Entwicklungen Pascal Wunderlin, Hanspeter Zöllig, Julie Grelot VSA Plattform «Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen» Kantonale Tagung für das zürcherische Klärwerkpersonal /29./30. November 2016 Welche Verfahren sind für die Elimination von Mikroverunreinigungen geeignet? Oxidation - Ozon - Ferrat - (AOP) Adsorption Adsorption - PAK Ulm - GAK Biologisch Physikalisch - Nanofiltration - Umkehrosmose Oxidation - Ozon - PAK Ulm - PAK auf Filter - PAK in Biologie - GAK - μgak - Extrafeine PAK Kombi Oxidation und Adsorption??? Ł Wir haben 25 Jahre Zeit

2 Welche Verfahren sind für die Elimination von Mikroverunreinigungen geeignet? Oxidation - Ozon - Ferrat - (AOP) Adsorption Adsorption - PAK Ulm - GAK Biologisch Physikalisch - Nanofiltration - Umkehrosmose Oxidation - Ozon - PAK Ulm - PAK auf Filter - PAK in Biologie - GAK - μgak - Extrafeine PAK Kombi Oxidation und Adsorption??? Ł Wir haben 25 Jahre Zeit Funktionsweise Ozonung Die Spurenstoffe werden durch Ozon und OH-Radikale zerstört Es bleiben Bruchteile der Spurenstoffe ohne Wirkung übrig Die übrigen Abwasserinhaltsstoffe (organische, anorganische) reagieren ebenfalls mit Ozon und OH-Radikalen Die meisten dieser Reaktionsprodukte haben auch keine Wirkung In problematischen Abwässern können toxische Oxidationsnebenprodukte entstehen Einige davon sind biologisch abbaubar, einige nicht!

3 Ozonung - Allgemeines Sauerstofftank Verdampfer Ozongenerator Abgasbehandlung Ozone Diffusor Nachklärung Ozonungsreaktor Sandfilter In biologische Stufe Stoffumwandlung (Reaktionsprodukte) biologische Nachbehandlung notwendig Abklärungen Verfahrenseignung Ozonung Sicherheit (Ozon ein Reizgas, Umgang mit Sauerstoff) Platzsparend Wenig Wechselwirkungen mit bestehender Kläranlagen 5 Ozonung - Allgemeines Sauerstofftank Verdampfer Nachklärung Wichtiger Hinweis: Ozongenerator Ozone Diffusor Eine biologisch Abgasbehandlung aktive Nachbehandlung ist notwendig, zur Elimination von labilen Sandfilter Reaktionsprodukten Ozonungsreaktor sowie zur Elimination des gut abbaubaren In biologische Stufe Kohlenstoffs (AOC) Stoffumwandlung (Reaktionsprodukte) Mögliche Verfahren: Wirbelbett, Sandfilter, GAK-Filter (zusätzliche biologische Nachbehandlung Elimination von Spurenstoffen) Abklärungen Verfahrenseignung Ozonung Sicherheit (Ozon ein Reizgas, Umgang mit Sauerstoff) Platzsparend Wenig Wechselwirkungen mit bestehender Kläranlagen 6

4 Ozonreaktor Erste grosstechnische Ozonung von kommunalem Abwasser in der Schweiz Sauerstofftank (Quelle: Pulveraktivkohle - Allgemeines Anlagerung der Stoffe (Adsorption) an Oberfläche der Aktivkohle Konkurrenz mit organischen Stoffen Ozone-Diffusor Kohle wird mit dem Schlamm verbrannt 8

5 Pulveraktivkohle - Allgemeines Wichtiger Hinweis: Die Pulveraktivkohle muss wieder effizient (möglichst vollständig) vom gereinigten Abwasser abgetrennt werden. Kein zusätzlicher Eintrag von Feststoffen (PAK-Schlupf) in Gewässer. Mögliche Verfahren: Sandfilter, Tuchfilter, Membranen, Anlagerung der Stoffe (Adsorption) an Oberfläche der Aktivkohle Konkurrenz mit organischen Stoffen Ozone-Diffusor Kohle wird mit dem Schlamm verbrannt 9 Aktivkohle-Anwendungen (PAK) Mögliche Verfahrenstechniken «Ulmer-Verfahren» PAK NKB Sedimentation Filtration Dosierung in Raumfilter Kontaktreaktor PAK Filtration Biologie NKB Dosierung in die Biologie PAK FHM Sedimentation Filtration («Polizeistufe») Biologie Flockungsreaktor Biologische Reinigungsstufe Folie: M. Böhler, Eawag

6 Aktivkohle-Anwendungen (PAK) Mögliche Verfahrenstechniken «Ulmer-Verfahren» PAK NKB Sedimentation Filtration Dosierung in Raumfilter Kontaktreaktor PAK Filtration Biologie NKB Flockungsreaktor Dosierung in die Biologie Wichtiger Hinweis I: Biologie Es ist empfohlen, dass vorgängig PAK FHM Sedimentation mittels Filtration Schüttelversuchen das am («Polizeistufe») besten geeignete Aktivkohle- Produkt ausgewählt wird (z.b. Biologische Reinigungsstufe anhand UV-Absorbanz-Abnahme). Folie: M. Böhler, Eawag Aktivkohle-Anwendungen (PAK) Mögliche Verfahrenstechniken Wichtiger Hinweis II: «Ulmer-Verfahren» Die PAK hat weder einen Einfluss auf PAK die Entwässerbarkeit, noch auf den Sedimentation Filtration NKB Heizwert des Schlammes. Auch findet in der Faulung keine Rücklösung der Mikroverunreinigungen Kontaktreaktor statt (Faktenblatt auf Biologie Dosierung in Raumfilter NKB PAK Filtration Flockungsreaktor Dosierung in die Biologie Wichtiger Hinweis I: Biologie Es ist empfohlen, dass vorgängig PAK FHM Sedimentation mittels Filtration Schüttelversuchen das am («Polizeistufe») besten geeignete Aktivkohle- Produkt ausgewählt wird (z.b. Biologische Reinigungsstufe anhand UV-Absorbanz-Abnahme). Folie: M. Böhler, Eawag

7 Kläranlage Bachwis, Herisau Erste Schweizer Pulveraktivkohle-Stufe Filtration Silo Sedimentation Kontaktreaktor Folie: A. Joss / Photo : H. Messmer, August 2015 Herisau: Kläranlagenablauf, Dezember 2008 Schaum & Farbe: Textilindustrie Station d épuration de Herisau: première STEP en Suisse avec CAP Foto: A. Joss

8 Herisau: Kläranlagenablauf, August 2015 Foto: H. Messmer Einsatz von granulierter Aktivkohle (GAK) Nachklärbecken Biologie Sandfilter: Bei 2 Filtern Sand durch GAK ersetzt Vorklärbecken Folie: A. Joss, Eawag

9 Impressionen: Sand Ausbau 17 Impressionen: GAK Einbau 18

10 Sicherheitsaspekte im Umgang mit Ozon, Sauerstoff und Pulveraktivkohle Ozon (O 3 ) Sauerstoff (O 2 ) Pulveraktivkohle 19 Verfahrenswahl: Was ist zu beachten? Ozonung Einzugsgebiet???? Aktivkohle Abwasserzusammensetzung? Situation Vorfluter? Kläranlage? Abbildungen: Ch. Ort, Eawag 20

11 Verfahrenswahl: Was ist zu beachten???? Ozonung Aktivkohle Situation Voraussetzungen gemäss Art. 63 GSchG erfüllt? Vorfluter? Zweckmässige Planung Abwasser- Sachgemässer Gewässerschutz zusammen- setzung? Stand der Technik Einzugsgebiet? Wirtschaftlichkeit Kläranlage? Abbildungen: Ch. Ort, Eawag 21 Abklärungen Verfahrenseignung Ozonung (Empfehlung des VSA) Die Ozonung ist ein geeignetes Verfahren. Sie eliminiert Spurenstoffe ökotoxikologische Effekte Farbstoffe Keime (desinfizierende Wirkung) WICHTIG: Berücksichtigung der Randbedingungen! Ansonsten Gefahr der Bildung von problematischen Reaktionsprodukten! 22

12 Problematische Reaktionsprodukte 23 Abklärungen Verfahrenseignung Ozonung (Empfehlung des VSA) 24

13 Wie wird der Betrieb bzw. die Reinigungsleistung überprüft? UV-ABSORBANZMESSUNG (254nm) 25 Wie wird der Betrieb bzw. die Reinigungsleistung überprüft? UV-ABSORBANZMESSUNG (254nm) 26

14 Wer hilft, wenn ich Fragen habe? Wir kommen sehr gerne auch persönlich bei Ihnen vorbei Foto: H. Messmer, August 2015 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT