Lehrer-Obmann-Tag, DWA Sachsen/Thüringen in Jena am 20/21. März 2007 Dr.-Ing. Dieter Schreff SBR-Anlagen Funktion und Betrieb Ingenieurgesellschaft für Abwassertechnik mbh, Weyarn
Inhaltsübersicht Unterschied zwischen SBR und Belebungsanlage Grundprinzip und Besonderheiten des SBR-Verfahrens Füllstrategien / Anfangskonzentrationen Reaktionsphase Sedimentation und Klarwasserabzug Maschinelle Ausrüstung Varianten des SBR-Verfahrens Betriebserfahrungen (Umfrageergebnisse) Zyklusdauer Füllstrategien in der Praxis
Vergleich Belebung - SBR Kontinuierliches Belebungsverfahren SBR-Verfahren "Alles findet in einem Becken statt." Reinigungsprozess entlang einer Zeitachse (Serielle Prozessbedingungen in zeitlicher Abfolge). diskontinuierliche Abwasserzufuhr diskontinuierliche Abwasserentnahme variabler Wasserspiegel Systembauweise und automatisierte Betriebsführung
Gesamtkonzeption einer SBR-Anlage Zulauf Vor-Reinigung Rückbelastung Vorspeicher... SBR 1 SBR 2 SBR n Havariebehälter Schlammbehandlung Ablaufspeicher Vorfluter
SBR-Anlagen Beispiele Ebenerdige Aufstellung in Stahlbeton Ebenerdige Aufstellung in Edelstahl oder emaillierter Stahl
Der Reinigungszyklus beim SBR-Verfahren Aktive Phasen = Reaktionszeit PAUSE FÜLLEN MISCHEN ÜS ABZIEHEN BELÜFTEN ABSETZEN
Zyklusprogramm Zyklusdauer t Z Füllen (1) (2) (3) z.b. bei schwieriger N-Elimination Reaktionsdauer t R Mischen Belüften Sedimentieren Dekantieren/ ÜS-Abziehen (Pause) Zeitfortschritt
Ausrüstung stung von SBR-Anlagen (1) Füllstandsmessung (2) O 2 -Messung (3) Option Onlinemessungen (z.b. NO x -N, PO 4 -P) Zulauf- Pumpwerk (3) (1) (2) Schwimmschlammabzug Mischen Abziehen/ Dekantieren Belüftung ÜS-Entnahme (mit Mengenmessung)
Klarwasserabzugseinrichtungen (1) M Wehr schwimmend starre Ablaufleitung mit Motor-Antrieb schwimmend flexible Ablaufleitung Ablauf über lagefixierten Öffnung
Klarwasserabzugseinrichtungen (2) Schwimmschlammdecke minwsp Ablauf Klarwasser
Klarwasserabzugseinrichtungen (3) Ausführungsbeispiele
Konzentrationsprofil NH4-N N und NO3-N Füllen + Rühren Belüften Sed. Dek. Reaktionsphase NO3-N NH4-N
Konzentrationsprofil CSB, O2 und PO4-P Füllen + Rühren Belüften Sed. Dek. CSB Zugabe Fällmittel O2 PO4-P
Sedimentation und Klarwasserabzug Schlammspiegelhöhe im SBR Wasserspiegel Beruhigen, Flockenbildung Ungünstiger Verlauf V min Optimaler Verlauf Ungehindertes Absetzen Kompressionsphase Ende Belüften Beginn Dekantieren
Vergleich BB - SBR - Konzentrationsprofile Kontinuierliches Belebungsverfahren SBR-Verfahren C C s (Wegachse) t (Zeitachse)
Volumenaustausch + Füllgeschwindigkeit F Volumenaustauschrate f = A V V R V SV,min V max V min V R Relative Füllgeschwindigkeit r = F t t F Z tf tz
Einfluß der FüllstrategieF Konzentration C (mg/l) (a) hohes f A, kleines r F (b) mittleres f A, mittleres r F (c) kleines f A, sehr großes r F Zyklusdauer t (h)
Betriebsstrategien beim SBR-Verfahren (A) Intermittierendes Füllen mit Vorspeicher erlaubt kontrolliertes Füllen, Wasserspiegel und/oder Zykluszeit definierbar (B) Alternierendes Füllen ohne Vorspeicher in Abhängigkeit vom Zulauf, mind. 2 SBR Wasserspiegel oder Zykluszeit definierbar (C) Kontinuierliches Füllen ohne Vorspeicher vereinfachtes System mit nur 1 SBR Wasserspiegel oder Zykluszeit definierbar
(A) Zyklusgestaltung mit Vorspeicher Zulauf Vorspeicher f A = 0,2-0,5 r F 0,3 t Z = 6... 12 h Füllen Rühren Belüften Absetzen Abziehen Pause Ablauf Zyklus (optional)
(B) Zyklusgestaltung mit alternierendem FüllenF Zulauf f A = 0,1-0,3 r F = 1/n (z.b. 0,3 0,5) t Z = 8... 12 h Ablauf Füllen Rühren Belüften Absetzen Abziehen Pause (optional) Zyklus
(C) Zyklusgestaltung mit kontinuierlichem FüllenF Zulauf M f A 0,1 r F 0,95 Ablauf t Z = 12... 24 h Option Füllen Rühren Belüften Absetzen Abziehen Pause (entfällt) Zyklus
Umfrage 2004 auf bayerischen SBR-Anlagen Erfahrungen aus der Praxis PA US E FÜL LE N MISCHEN ÜS ABZIE HEN ABSET ZEN BELÜFTEN
Aktive Zeit im Zyklus SBR-Anlagen in Bayern 100% Mittelwert: t R = 73 % (58 bis 90%) 90% Optimal 80% Aktive Zeit (relativ) 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% 0,0 5,0 10,0 15,0 20,0 25,0 Zyklusdauer (h)
Füllstrategien in der Praxis (1999) SBR Relative Fülldauer t F /t Z G 0,92 D 0,92 I 0,88 C 0,88 E 0,67 L 0,63 K 0,58 H 0,55 F 0,5 A 0,5 B 0,03 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 t(filling)/t(cycle) max. rate [ % ] 70 60 50 40 30 20 10 0 Austauschrate f A A B C D E F G H I K L SBR
Füllstrategien in der Praxis (2004) 29 28 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Relative Fülldauer Fülldauer t F : t Z (%) t F /t Z 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%
Füllstrategien in der Praxis (2004) 27 26 25 24 23 22 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 Austauschrate f A (%) f A 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%
Größ ößenverteilung SBR-Anlagen in Bayern 18 16 Anlagen, gesamt: 50 Ausgewertete Anlagen: 46 (92%) 14 Anzahl SBR-Anlagen 12 10 8 6 4 2 0 bis 999 EW 1.000-4.999 EW 5.000-19.999 EW > 20.000 EW
Entwicklung SBR-Anlagen in Bayern Seit 2000 SBR-Sondernachbarschaften "Nord" und "Süd" 1. Treffen bayerischer SBR-Anlagen (TUM)
Zusammenfassung SBR-Verfahren ist ein Typ des Belebtschlammverfahrens im Aufstaubetrieb mit diskontinuierlichem Füllen und Entleeren. Verfahrensvarianten unterscheiden sich durch Austauschvolumen, Fülldauer und resultierender Zyklusdauer. Vorteil des SBR-Verfahrens: "Verfahrensflexibilität", d.h. auf Belastungsschwankungen (Hydraulik, Schmutzfracht) kann reagiert werden, aber nur wenn ausreichend Vorspeichervolumen stoßweise Beschickung Und "last but not least" der Kenntnisstand des Betriebspersonals entsprechend gefördert wird. Ingenieurgesellschaft für Abwassertechnik mbh, Weyarn