Phosphor in der Abwasserbehandlung Berliner Wasserbetriebe

Ähnliche Dokumente
Technische Möglichkeiten der Abwasserreinigung

Projekt OXERAM Vorstellung und erste Ergebnisse

Spurenstoffe im urbanen Wasserkreislauf Was ist der Stand der Technik? Wo liegt der Forschungsbedarf? Martin Jekel

Flockungsfiltration zur kombinierten. Spurenstoffen und Phosphor

Projekt OXERAM ( )

Technische Optionen der Abwasserreinigung und Trinkwasseraufbereitung zur Eliminierung von Spurenstoffen

Einsatz und Abtrennung der Aktivkohle in Verfahrensführungen zur Elimination von Mikroverunreinigungen aus Abwasser

Pilotuntersuchungen zur Dosierung von

Ökobilanz verschiedener Verfahrensoptionen

Anthropogene Spurenstoffe und Krankheitserreger (antibiotikaresistente Bakterien) im urbanen Wasserkreislauf

DWA Praxisseminar Obere Lutter

ASKURIS Anthropogene Spurenstoffe und Krankheitserreger im urbanen Wasserkreislauf: Bewertung, Barrieren und Risikokommunikation

Möglichkeiten der Elimination anthropogener Spurenstoffe auf kommunalen Kläranlagen - neuer DWA-Themenband

4. Reinigungsstufe auf kommunalen Kläranlagen -Anspruch und Realität-

Entfernung von Spurenstoffen mit Aktivkohle auf der Kläranlage Böblingen-Sindelfingen

Wasserkreislauf in Berlin Barrieren für anthropogene Spurenstoffe

Schussen Aktivplus. Klaus Jedele, Michael Müller, Dr.-Ing. Jedele und Partner GmbH, Stuttgart

Die Berliner Projekte ASKURIS und IST4R

Entfernung von Spurenstoffen mit Aktivkohle

Maßnahmen zur Reduzierung der Phosphoreinträge beim Abwasserverband Fulda Sukzessives Vorgehen bei ganzheitlicher Betrachtung

Laborversuche zur Einschätzung der Spurenstoffentfernung mittels

Der Wasserkreislauf in der Region - Unsere Verantwortung für heutige und künftige Generationen. Jens Feddern Berliner Wasserbetriebe

Wasser ist unser Element.

Elimination von Mikroverunreinigungen auf Kläranlagen: Neuigkeiten und aktuelle Entwicklungen

Oberflächenwasseraufbereitungsanlage (OWA) in Berlin - Tegel

Flusswasseraufbereitung. Förderung Vorreinigung (Flockung) Vorozonung Flockung Ozonung Filtration Desinfektion

Filtration des Kläranlagenablaufs: Verfahrensschritt einer zukünftigen Abwasserbehandlung

43. Leistungsvergleich der kommunalen Kläranlagen DWA-Landesverband Baden-Württemberg (Betriebsjahr 2016)

Diplomarbeit. "Analyse unterschiedlicher dezentraler biologischer Abwasserreinigungsverfahren

Änderung der Detergenzienverordnung (EG) Nr. 648/2004

Technischer Nachweis eines innovativen Konzepts für ein energie-positives Klärwerk

Flockung, was ist zu beachten? Klares Wasser ist sicheres Wasser! Swissbad 2016: Dominik Graf, Aqua Solar AG

Weitgehende Entfernung von Nährstoffen (TP<50µg/L, TN<5mg/L) und Spurenstoffen im Membranbelebungsverfahren für dezentrale Siedlungsgebiete

zur Verminderung Phosphoreinträge

Verfahrenstechnische Optionen zur Aufbereitung von Abwasser

Nachhaltige Wassernutzung in der Landschaft in Berlin

PAK Adsorptionsanlage auf der Kläranlage Dülmen Kurzvorstellung Energiebedarf

DWA Praxisseminar Obere Lutter. Energiebedarf und Kosten der Spurenstoffelimination. 03. Juli Dipl.-Ing. Klaus Alt Dipl.-Ing.

Vorgehensweise zur Ermittlung von Phosphorbelastungen in Hessen

MESH Integrierte Abwasserreinigung mittels Gewebefiltration zur direkten Belebtschlamm-Abtrennung

Abbau von gebundenem Chlor und THM in der Beckenwasseraufbereitung mit Hilfe von UV und anderen Oxidantien

Elimination von anthropogenen Spurenstoffen in kommunalen Kläranlagen

Zweckverband Kläranlage Egg und Oetwil am See ARA ESSLINGEN

Einsatz von Ozonung in Kombination mit granulierter Aktivkohle auf den Kläranlagen Detmold und Paderborn

Mikroverunreinigungen und Spurenstoffe - Relevanz für Rohwasser und weitergehende Trinkwasseraufbereitung

Arzneistoffüberwachung im Roh- und Trinkwasser

PLANUNG VON KOMPLEXEN WASSERAUFBEREITUNGS ANLAGEN PRAXISBEISPIEL WW ECHTHAUSEN. Jörg Teschner Gelsenwasser AG

Die wachsende Metropolregion Berlin: Handlungsoptionen für die Wasserversorgung. Jens Feddern, Berliner Wasserbetriebe

Fachbereich Siedlungswasserwirtschaft und Wassergütewirtschaft. KIT - Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft.

AirPrex: MAP-Kristallisation in Verbindung mit Bio-P-Fällung

Reduzierung der Nährstoffbelastungen von Dahme, Spree und Havel in Berlin sowie der Unteren Havel in Brandenburg

Verbesserung der Phosphorelimination auf Kläranlagen vor dem Hintergrund steigender Anforderungen

Energetische Optimierung der Kläranlage Isselburg

17. Dresdner Abwassertagung2015

Techniken zur Minderung von anthropogen Spurenstoffen auf Kläranlagen

Fachgebiet Wasserreinhaltung. Trinkwasseraufbereitung und weitergehende Abwasserreinigung gemeinsame Technologien für Spurenstoffe Martin Jekel

Baggerbiss der neuen Reinigungsstufe

Membrantechnik. Grundlagen, Konzepte, Anforderungen an die Vorreinigung, Betriebserfahrungen des EVS mit Hohlfaserpolymermembranen

Kläranlage Zermatt. Die grösste Membranbiologieanlage der Schweiz. im Interesse einer sauberen Vispa

Immer Neues bei den Kleinkläranlagen - DIN EN Teil 6, Teil 7 und schon wieder Teil 3. Dipl.-Biol. Bettina Schürmann ISA RWTH-Aachen

Stromverbrauch zur Elimination von Spurenstoffen auf kommunalen Kläranlagen Literaturübersicht und großtechnische Erfahrungen

Trinkwasser-Aufbereitung

Umgang mit Niederschlagswasser auf Biogasanlagen

Einsparung von Energiekosten in Kläranlagen durch Optimierung des Belüftungssystems Christoph Sahlmann

Sorgenfreier Nachklärbeckenbetrieb mit hydrograv adapt

Ertüchtigung von Kläranlagen, Investitionen & Kosten in NRW, BW & CH

Leistungsvergleich 2015 Kläranlagen-Nachbarschaften DWA-Landesverband Nord-Ost. M. Barjenbruch, R. Schüler

Referent: Dr. Bernd Kobler, Geschäftsführer GVRZ

Spurenstoffe im Wasserkreislauf. - Übersicht zum Stand des Wissens

Prozesswasser bei anaeroben Behandlungsanlagen

Trinkwasser aus Uferfiltrat - noch sauber genug? Uferfiltration als Teil eines Multibarrierensystems. Urs von Gunten

Präsentation der Stadtentwässerung Mannheim

AirPrex - ein Verfahren zur Schlammoptimierung mit der Option der Phosphat-Rückgewinnung

Spurenstoffe in Oberflächengewässern und Rohwässern der Trinkwassergewinnung Berlins - Rahmenbedingungen, Probleme, Maßnahmenplanung

IMF Membranbelebungsverfahren: Kosteneffektive Abwasserreinigung mit dem Membranbelebungsverfahren für dezentrale Standorte

DEUS 21: Wasser im Kreislauf

Verbesserung der Abscheidewirkung und Ablaufwerte für Fett- und Ölabscheider

Spurenstoffe im Abwasser Wir handeln! Dr. Jochen Stemplewski

Umwelttechnik. Abwasserbehandlung Produktinformation

EKSH Energie Olympiade 2013 Fachtagung am Energieeffizienz im Klärwerk Bargteheide

Angewandte Forschung zur Entfernung von Mikroverunreinigungen im Wasserkreislauf. Prof. Dr.-Ing. Thomas Wintgens

Der gute ökologische Zustand: Eine Kosten Nutzen Analyse für die Untere Havel

Mikroschadstoffe im urbanen Wasserkreislauf Handlungsbedarf und Handlungsoptionen

DOSIERUNG VON PULVERAKTIVKOHLE AM BEISPIEL DER KLÄRANLAGE MANNHEIM

20. ÖWAV Kläranlagenleistungsvergleich Rückblick Ergebnisse 2012

Spurenstoffelimination auf der Kläranlage Warburg

Wasser. Wasserversorgung in der Region Herborn

THE CONNECTED COMPANY VERFAHRENSWAHL AM BEISPIEL DER ARA SCHÖNAU, SCHWEIZ

BWK Landeskongress 28. April 2016

DWA-LEISTUNGSVERGLEICH KOMMUNALER KLÄRANLAGEN Energie und Faulgas. Lehrer-Obmann-Tag 15./ in Dresden

TEPZZ 84ZZ7ZA_T EP A1 (19) (11) EP A1 (12) EUROPÄISCHE PATENTANMELDUNG

Misch- und Regenwasserbehandlung in Berlin

33. Bochumer Workshop Siedlungswasserwirtschaft

Weitergehende Abwasserreinigung auf Kläranlagen. - Möglichkeiten und Potentiale - Dr. Born - Dr. Ermel GmbH Thomas Osthoff 19.

Collini BioARA. Schaumprobleme in einer betrieblichen Membranbiologie Ursachen / Maßnahmen

Mikroschadstoffe und 4. Reinigungsstufe

Spurenstoffentfernung

Modellbasierte Optimierung von Biogasanlagen

Wärmerückgewinnung aus Abwasser- Beispiele aus Berlin

Herausforderung Mischwasser - Forschungsaktivitäten der Berliner Wasserbetriebe

Transkript:

Phosphor in der Abwasserbehandlung Berliner Wasserbetriebe Abwasserentsorgung (Betrieb) Berliner Wasserbetriebe: Steffen Keller Forschung und Entwicklung Berliner Wasserbetriebe: Dr. Alexander Sperlich, Regina Gnirß Fachgespräch Phosphor

Klärwerke Metropolenregion Berlin Wasserwerke Berlin Fachgespräch Phosphor 2

Nährstoffreduzierungskonzept Berlin-Brandenburg hier nur Phosphor für KW GK5 Phosphor gesamt: Jahresmittelwert 0,1 mg/l PO 4 -P f (o-phosphat): Jahresmittelwert 0,03 mg/l für Zielerreichung ist für Abf. Stoffe : < 1 mg/l notwendig zum Vergleich aktuell, je nach Klärwerk Phosphor gesamt: 0,5 mg/l 1,0 mg/l OWA Tegel Jahresmittelwert 0,025 mg/l Fachgespräch Phosphor 3

Einleitung Gesetzliche Rahmenbedingungen «Energie-Paket» Abschwächung des Klimawandels Wasserrahmenrichtlinie EU Berlin -40% Emissionen bis 2030 KW Verbesserung -40% Energieverbrauch (2020) 4.? Reinigungsstufe (P, N, etc.) Innovative und nachhaltige Behandlungstechnologien P < 80-120 µg/l: Flockungsfiltration mit UV-Desinfektion P < 50 µg/l: Membranfiltration N < 13 mg/l: Biofiltration mit Kohlenstoffdosierung Spurenstoffe: Ozonung vs Pulverkohle Fachgespräch Phosphor 4

Varianten für Reinigungsstufen zur weitergehenden Abwasserreinigung Klarwasserpumpwerk oder UV < 0,4 mg/l TP (Ist-Situation) Membran m/o Ozon Flockung Mikromembran Bypass (> 4.5 m³/s) UV* < 50 µg/l TP (Pilotbetrieb) Raumfilter + UV Flockung Raumfilter UV* < 60-80 µg/l TP (Pilotbetrieb) Mikrosieb + UV Flockung + Polymer Mikrosieb UV* < 90 µg/l TP (Pilotbetrieb) Fachgespräch Phosphor 5

Raumfiltration FE und Verfahrensoptimierung Flockung Sedimentation Filtration Großtechnik OWA Tegel (seit 1984) Flockungsfiltration zur weitergehenden Abwasserreinigung Halbtechnische Versuche KW Ruhleben (FE-Projekt Barriere, 2006-2009) Pilotanlage KW Münchehofe (FE-Projekt Raumfiltration, 2010-2013) Übertragung von Betriebserfahrungen aus der Trinkwasseraufbereitung (Zweischichtfiltration nach Belüftung zur Enteisenung/Entmanganung) Fachgespräch Phosphor 6

Raumfiltration Ausgangspunkt Platzbedarf: Anzahl benötigter Filterzellen (Filtergeschwindigkeit) Sedimentation? Welche Zielwerte sind erreichbar? Suspendierte Stoffe Gesamtphosphor Chemischer Sauerstoffbedarf Übertragung auf andere Standorte Fachgespräch Phosphor 7

80 cm 130 cm 20-30 cm Ausgangspunkt Vergleich OWA Tegel OWA Tegel Flockungsfiltration (Std d. Techn.) Ziel TP 0,02 mg/l TP 0,5 mg/l, TSS 5 mg/l (ATV-A 202, ATV-A 203) Verfahren Dosierung Betriebserfahrung Filterbettaufbau 2-stufig Flockung - Sedimentation- Nachflockung - Filtration Flockungsmittel Flockungshilfsmittel (Polymer) Kontinuierliche Optimierung der Rohrflockung, Filteraufbau (keine Stützschicht), Filtermaterial 1-stufig Flockung - Filtration Flockungsmittel ggf. Flockungshilfsmittel Stützschicht, Einschichtfilter verbreitet, selten Mehrschichtfilter Bims 2,3-4 mm Sand Sand 0,71-1,25 mm Stützschicht Fachgespräch Phosphor 8

80 cm 130 cm 60 cm 110 cm Ausgangspunkt Vergleich OWA Tegel OWA Tegel FE-Projekt Raumfiltration Ziel TP 0,02 mg/l TP 0,1 mg/l, TSS 1 mg/l Verfahren Dosierung Betriebserfahrung Filterbettaufbau 2-stufig Flockung - Sedimentation- Nachflockung - Filtration Flockungsmittel Flockungshilfsmittel (Polymer) Kontinuierliche Optimierung der Rohrflockung, Filteraufbau (keine Stützschicht), Filtermaterial 1-stufig Flockung - Filtration Flockungsmittel Flockungshilfsmittel notwendig? auf Betriebserfahrungen aufbauen: statischer Mischer, Rohrflockung, keine Stützschicht Bims 2,3-4 mm Sand 0,71-1,25 mm Anthrazit 1,4-2,5 mm Sand 0,71-1,25 mm Fachgespräch Phosphor 9

FE-Projekt Raumfiltration Pilotversuche 2010-2013 Ausgangspunkt: Langjährige Betriebserfahrungen in der OWA Tegel und bei der Wasseraufbereitung Eigenfinanziertes FE-Projekt, Auftrag an TU Berlin, FG Siedlungswasserwirtschaft, Prof. Barjenbruch Hohe Dringlichkeit (Planung für den Ausbau des KW Was) Denitrifikationsfilter Flockungsfilter C-Quelle FM, FHM Fachgespräch Phosphor 10

FE-Projekt Raumfiltration Pilotversuche 2010-2013 Ziele: Übertragung der Technik auf Klärwerke (insbesondere Waßmannsdorf) Optimierung des Prozesses in einen kompakten einstufigen Prozess ohne Polymerzugabe und Sedimentation Bestätigung der Ergebnisse im halbtechnischen Maßstab Stickstoffentfernung Denitrifikationsfilter Flockungsfilter C-Quelle FM, FHM Fachgespräch Phosphor 11

Ergebnisse Raumfiltration Phosphor & Suspendierte Stoffe Gesamtphosphor (TP) OWA Tegel Raumfiltration Mhf. Zulauf: arithm. Mittelwert 0,2 mg/l 0,6 mg/l Ablauf: arithm. Mittelwert 0,02 mg/l 0,06 mg/l Ablauf: 80%il-Wert 0,02 mg/l 0,08 mg/l Mittl. Entfernung 91% 90% Suspendierte Stoffe (TSS) OWA Tegel Raumfiltration Mhf. Zulauf: arithm. Mittelwert 4,6 mg/l 4,3 mg/l Ablauf: arithm. Mittelwert 0,5 mg/l 0,3 mg/l Ablauf: 80%il-Wert 0,6 mg/l 0,5 mg/l Mittl. Entfernung 90% 93% Pilotversuche zur Raumfiltration in Münchehofe zeigen sehr gute und stabile Entfernung von Phosphor und suspendierten Stoffen Fachgespräch Phosphor 12

0,006 0,126 0,061 0,005 Anteil der Phosphorfraktion am Gesamtphosphor [%] 0,022 0,001 0,113 0,449 0,011 0,034 0,029 0,060 Ergebnisse Raumfiltration Phosphorfraktionen 100% 80% gelöster, nicht reaktiver Phosphor gelöster reaktiver Phosphor partikulärer Phosphor Mittlere Entfernung [%] Gelöster nicht reaktiver P OWA Tegel Raumfiltration Mhf. 62 % 43 % Gelöster reaktiver P 99 % 95 % Partikulärer P 91 % 95 % 60% 40% 20% Kompakte, einstufige Flockung Sichere Einhaltung der Zielwerte TSS 1 mg/l TP 0,1 mg/l (! im KW Mhf!!) 0% Zulauf Ablauf Zulauf Ablauf OWA Tegel Raumfiltration Mhf. Keine Sedimentation und Polymerdosierung notwendig Fachgespräch Phosphor 13

FE-Projektplanung für 2015 ff. Polstofffilter zur weitergehenden P-Entfernung Quelle: Mecana Umwelttechnik GmbH Fachgespräch Phosphor 14

FE-Projektplanung für 2015 ff. Polstofffilter: Erste Versuchsergebnisse Kriterium Tuchfilter (Vorversuche) Raumfilter AFS-Ablauf [mg/l] < 1-2 < 0,5-1 Spülwasserbedarf 1,8-2,4 % 4-5 % hydraulischer Verlust 0,30 m (nur Filter) 1,5 m (nur Filter) Flächenbedarf (nur Filter) ca. 450 m² ca. 1700 m² Bauvolumen (nur Filter) ca. 1200 m³ ca. 3460 m³ Nachteil: schlechtere AFS-Ablaufwerte (aber TP ist vergleichbar) Betriebsvorteile: - 50 % Spülwasserbedarf, - 80 % Verlust (Pumpleistung!) Investitionsvorteile: - 75 % Flächenbedarf, - 65 % (Volumenbedarf) Erste Ergebnisse müssen validiert werden (Prozessstabilität) kann nicht als Nachbehandlung bei Ozonung angesehen werden Fachgespräch Phosphor 15

Ergebnisse Einstufige Flockung und Zweischichtfiltration ist ein geeigneter Prozess, um sichere Zielwerte für die suspendierten Stoffe und Gesamtphosphor von TSS 1 mg/l und o-phosphat 0,03 mg/l einzuhalten (KW Münchehofe) TP in allen KW unter 0,1 mg/l muss man im 2 jährigen Probebetrieb überprüfen. Keine Sedimentation und Polymerdosierung notwendig Teilentfernung des CSB ca. 16% Hohe Prozessstabilität, Entfernungsleistung bei mittl. Filtergeschwindigkeiten von 7 und 10 m/h vergleichbar Berücksichtigung in der Planung, Reduzierung der Investitionskosten Berücksichtigung in der Ökobilanz Pilotierungsergebnisse müssen in großtechnischen Anlage betriebsstabil bestätigt werden (keine Referenzanlagen) - 2 Jahre Probebetrieb nach Inbetriebnahme Fachgespräch Phosphor 16

Von der Forschung in die Realität Umsetzungsplan (aktuell) Realisierung weitergehende P-Entfernung TP 100 µg/l KW Münchehofe (ca. 350.000 EW): vorgesehene Inbetriebnahme 2022 KW Schönerlinde (ca. 900.000 EW: vorgesehene Inbetriebnahme 2024/25 KW Waßmannsdorf (ca. 1.700.000 EW): vorgesehene Inbetriebnahme 2024 KW Stahnsdorf (ca. 400.000 EW): vorgesehene Inbetriebnahme 2024/25 KW Ruhleben (ca. 1.500.000 EW): vorgesehene Inbetriebnahme 2023 KW Wansdorf (ca. 300.000 EW): Inbetriebnahmezeitpunkt noch offen 202X Phosphor gesamt: Zielwerte für Planung PO 4 -P f (o-phosphat): für Zielerreichung ist für Abf. Stoffe : Jahresmittelwert 0,1 mg/l Jahresmittelwert 0,03 mg/l < 1 mg/l notwendig Fachgespräch Phosphor 17

Phosphorfraktionen und TP 100 µg/l nicht fällbare P-Verbindungen In verschiedenen Untersuchungen, konnten für diese P-Verbindungen auch Entfernungsraten in einer Flockungsfiltration aufgezeigt werden, teilweise 50% und mehr. Wir würden im realen Betrieb von 30 % ausgehen. Fachgespräch Phosphor 18

nichtfällbare Phosphorverbindungen 2017: Das Europäische Parlament und die Mitgliedstaaten der Europäischen Union (EU) haben sich auf eine Änderung der Gesetzgebung für Wasch- und Reinigungsmittel, der sogenannten europäischen Detergenzienverordnung geeinigt. Dadurch darf künftig Phosphat in der gesamten EU nicht mehr als Inhaltsstoff von Waschmitteln und Maschinengeschirrspülmitteln für Privathaushalte verwendet werden. Fachgespräch Phosphor 19

Leider gut fällbare Phosphate durch schwer entfernbare Phosphonate ersetzt Fachgespräch Phosphor 20

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Ing. Steffen Keller Berliner Wasserbetriebe Abwasserentsorgung Dr. Alexander Sperlich Dipl.-Ing. Regina Gnirss Berliner Wasserbetriebe Forschung und Entwicklung Fachgespräch Phosphor 21