Abwasseraufbereitung auf Biogasanlagen Ulrich Kotzbauer, Patrick Schelhorn ROTARIA Energie- und Umwelttechnik GmbH Jens Tränckner, Michael Cramer Universität Rostock 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 1
Aufbau einer Fahrsiloanlage Leeres Silo Folie Anschnittszone entfernte Anschnittszone Folie Fahrfläche 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 2
Verschmutzungsquellen 1. Windverfrachtung Einflussgrößen: Lage und Ausrichtung der Silos gelagertes Substrat Betrifft alle Flächen 2. Krümelverluste Einflussgrößen: gelagertes Substrat Art der Beschickung Gestaltung, Länge der Fahrwege Betrifft Anschnittszone und Fahrflächen 3. Sickerwasser Einflussgrößen: gelagertes Substrat (Art, Wassergehalt) Einbaubedingungen Entwässerungssystem Betrifft Anschnittszone und Fahrflächen 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 3
Wie lassen sich die Teilströme trennen? Silosickersaft Biogasanlage Folie Leeres Silo Anschnitts zone entfernte Anschnitts zone Folie Fahrfläche Abwasserbehandlung 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 4
Chemischer Sauerstoffbedarf [mg/l] Stoffströme Verschmutzung der Abflüsse im Vergleich 90.000 80.000 80.000 70.000 60.000 50.000 40.000 30.000 Zur BGA Hohe Kontaminationsgefahr! Behandlung nötig und möglich Mäßige Belastung Direkter Regenwasserabschlag (?) Geringe Belastung, Kleine bis mittlere Gefahr für das Gewässer 20.000 10.000 0 5.000 100-300 1.000 Silosickersaft Oberflächenabwasser max Oberflächenabwasser min Kommunales Abwasser 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 5
Flächenbelastung Erfassung der Flächenbelastung Auswahl repräsentativer Teilflächen (4 m²) je Flächentyp (1) übliche Reinigung (Kehrmaschine) (2) vollständige Reinigung der Teilfläche mit Sprühsauger Analyse des Saugguts (3) erneute Reinigung auf gleicher Fläche nach x Tagen Analyse des Saugguts Planquadrat vorher Planquadrat nach Reinigung 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 6
Regenhöhe [mm] 2 Wochen Trockenphase CSB [g/m 2 ] Flächenbelastung Straße und entfernte Anschnittszone 100 80 Verschmutzung 60 Reinigungseffekt 51,9 40 20 0 partikulär 23,2 10,5 gelöst 1 Tag 2 Tage 3 Tage 27,6 20 15 10 Regenhöhe 9,66 12,49 5 0 0 0 2,56 0 1,48 3,25 1,02 2,75 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 7
Erfassung der Niederschlagsereignisse Biogasanlage zur Abwasserbehandlung Regenmesser Zulaufschacht Signal Analyse Probenehmer 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 8
Niederschlagsereignis (1) Biogasanlage Abwasserbehandlung angeschnittene Silos Biogasanlage Hohe Anfangsbelastung durch abgewaschenes Substrat + verschleppter Sickersaft 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 9
Niederschlagsereignis (2) Biogasanlage Abwasserbehandlung Angeschnittenes Silo Mitte Regenwasser Sickerwasser Silo rechts Biogasanlage Hohe Konzentration CSB durch Sickerwasseranteil von Silo Mitte 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 10
Frachtabschätzung typische Niederschlagswasserkonzentration: 500 2.000 mg CSB/L Folien, Fahrfllächen, geleerte Silos Jahresfracht: 3.000 12.000 kg CSB / ha * a typische Niederschlagswasserkonzentration: 1.000 8.000 mg CSB/L mit Fahrfläche vor Anschnittsbereich* Jahresfracht: 6.000 48.000 kg CSB / ha * a Jahresniederschlagsmenge: 600 mm/a Mittlerer Einwohnergleichwert** Niederschlagswasser: 170 620 EW/ha*a * Sickerwasser abgetrennt ** CSB 120 g / EW * d 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 11
schwach belastetes Abwasser Dachflächen Ablauf seitlich Nebenwege Speicher Vorsicht: Gefahr der Gewässerverschmutzung bei Havarie und falscher Leitungszuordnung!!! Vorflut 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 12
Belastungsquellen höhere Verschmutzung Folie Richtung Fahrweg verschmutzte Fahrwege leere Siloflächen Anschnittszone Sickersaft stark verunreinigtes Abwasser BGA 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 13
Niederschlagswasserzuordnung schwach verschmutzt Anteil ca. 20-30 % höher verschmutzt Anteil ca. 50-60 % stark verschmutzt Anteil ca. 10-20 % bis 90 % zur Abwasserbehandlung 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 14
Abwasserbehandlung auf einer BGA 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 15
Kläranlage Tropfkörper (Festbett/SBR) Nachklärung (Deni/Bio-P) 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 16
Langzeitmessreihe CSB Zu- und Ablauf 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 17
CSB Fraktionen Abbaubarkeit Gewässergefährdung CSB-Fraktionen und Gewässergefährdung CSB Zulauf CSB Ablauf BSB5 Zulauf inert schwer sehr gering gering leicht, mittel hoch 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 18
CSB Konzentration (mg/l) CSB Konzentration (mg/l) Untersuchung zu CSB und BSB 5 -Abbau 500 400 300 BSB 5 : 219 mg/l 315-79 % 4000 3000 BSB 5 : 2477 mg/l 3457-91 % - 99 % 200 100 BSB 5 : < 5 mg/l 75,9 70,5 66,5-98 % 2000 1000 BSB 5 : 24 mg/l 357 315 300 0 0,0 1,0 3,0 6,0 0 0,0 0,8 2,5 27,5 Behandlungszeit in h Behandlungszeit in h *Für aufgeführte Messung mit Zulaufwert CSB >1500 mg/l wurde gespeichertes Oberflächenwasser zu Versuchszwecken zusätzlich durch Zugabe von Silosickersaft verschmutzt 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 19
Notüberlauf Abwasser - Zuordnung und Behandlung schwach und höher verschmutzt stark verschmutzt Vorspeicher KA gereinigtes Abwasser BGA Vorflut 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 20
Notüberlauf Abwasser - Zuordnung und Behandlung schwach verschmutzt höher verschmutzt stark verschmutzt Vorspeicher KA Speicher verunreinigtes Abwasser BGA gereinigtes Abwasser Vorflut 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 21
Vielen Dank für Ihr Interesse! 07.03.2018 Landwirtschaftskammer Niedersachsen - 9. Biogastagung Verden 22