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Inbetriebnahme und Optimierung einer anaerob-aeroben Abwasserreinigungsanlage

Die anlage besteht aus einem Vorklaerbecken, einem Ausgleichsbehaelter, einem Anaerobreaktor (up-flow) und einer Belebungsanlage. Untersuchungsschwerpunkte sind: Einflussparameter auf Vorversaeuerung, Neutralisation, Naehrstoffbedarf, Verhinderung von Blaehschlamm.

Forschungsprämie: Bestimmung schwimmschlammhemmender bzw. -vermeidender Stoffe durch Weiterführung des Themas Porenformende Proteine (Porine) in Microtrix parvicella

Nachhaltige Bekämpfung von Bläh-und Schwimmschlamm durch Beschallung des Rücklaufschlamms

Studie zur Optimierung der Kläranlage Annweiler

Die Kläranlage Annweiler der Verbandsgemeindewerke Annweiler wurde im Jahre 1966 errichtet und im Jahre 1998 nach den damaligen Anforderungen für Abwasserreinigungsanlagen der Größenklasse 3 auf die Reinigungsziele Kohlenstoffabbau sowie Nährstoffelimination für eine Ausbaugröße von 17.000 Einwohner und Einwohnergleichwerte ausgebaut. Tatsächlich angeschlossen sind z.Z. etwa 12.000 Einwohnerwerte (EW). Obwohl die Anlage vor ca. 4 Jahren ausgebaut wurde (zum damaligen Zeitpunkt unter weitest gehender Beibehaltung der bestehenden Baukörper und mit einem vergleichsweise geringen Kostenaufwand), weist die Kläranlage Annweiler z.Z. eine Reihe von betriebs- und verfahrenstechnischen Problemen auf, die wie folgt zusammengefasst werden können: - Das Verhältnis von BSB5 zu Stickstoff im Zulauf der Anlage ist recht gering, was zu niedrigen Umsatzgeschwindigkeiten bei der Denitrifikation führt. Dieser Effekt wird durch die sehr lange Aufenthaltszeit in der Vorklärung, die zu einer weiteren Abnahme der BSB-Verbindungen führt, noch verstärkt. - Die geringe Zulaufsäurekapazität kann zu einer Eigenhemmung der Nitrifikation führen und muss durch gezielte Zugabe von Kalk erhöht werden. - Die Sauerstoffzufuhr über die Oberflächenbelüfter unter Zuschaltung von Reinsauerstoff ist als nicht wirtschaftlich zu bezeichnen. - Das wohl drängendste Problem auf der Kläranlage Annweiler stellt das übermäßige Wachstum von fadenförmigen Organismen dar, die zu erheblichen Bläh- und Schwimmschlammereignissen mit der ständigen Gefahr des Abtreibens von Schlamm aus der Nachklärung führen. Diese treten ganzjährig auf, in den Wintermonaten sind die Schlammabsetzeigenschaften mit einem Schlammvolumenindex ISV von bis zu 280 ml/g jedoch noch schlechter als während der warmen Jahreszeit. Das übermäßige Wachstum der fadenförmigen Organismen ist hierbei auf vielerlei Faktoren zurückzuführen, die im Rahmen der angebotenen Studie näher beleuchtet werden müssten. - Die Kapazitäten im Rahmen der Schlammbehandlung sind nach Auskunft des Betriebspersonals unzureichend und müssen im Rahmen der Studie überprüft werden. - Die Überwachungswerte im Ablauf der Anlage werden nicht immer sicher eingehalten. Insbesondere beim Parameter Phosphor kam es im Laufe der letzten Jahre zu einigen Überschreitungen, die zu einer Erhöhung der Abwasserabgabe führen können. Aus den vorgenannten Defiziten der Anlage ergeben sich eine Reihe von Optimierungsansätzen. Die Vorgehensweise im Rahmen des Projektes beeinhaltet die folgenden Teilaspekte: Teil 1) Entwicklung eines Konzeptes zur zielgerichteten Bekämpfung der fadenförmigen Organismen durch chemisch-physikalische und verfahrenstechnische Maßnahmen; Erfolgskontrolle, Teil 2) Verfahrenstechnische Optimierung der Anlage, Teil 3) Einbindung der vorhandenen Messeinrichtungen in Automatisierungskonzepte.

Integration von Aufwuchskoerpern in Belebungsanlagen zur Verbesserung der Schlammindices und zur Erhoehung der Sedimentationsleistung von Nachklaerbecken

Die Auftretenswahrscheinlichkeit von Schwimm- und Blähschlammphänomenen korreliert mit der Verfahrenstechnik der Anlage. Hierbei handelt es sich mehrheitlich um Schwachlastanlagen mit Bio- P Elimination und Denitrifikation. Da diese Verfahrenskombination die heute mehrheitlich realisierte Technologie darstellt, ist die Lösung dieses Problems eine der wenigen im Bereich der kommunalen Abwasserreinigung verbleibenden offenen Fragen. Da die Ursachen trotz zahlreicher Bemühungen bislang im Detail unverstanden sind, werden heute vielfältige Maßnahmen zur Gegensteuerung diskutiert und erprobt. Diese Versuche zielen entweder auf die Verbesserung der Absetzbarkeit der Belebtschlämme - durch korrigierende Maßnahmen wie etwa die Zugabe von flockenbeschwerenden Chemikalien/Materialien oder die Vorschaltung sogenannter Selektoren - und/oder auf die Verbesserung der Abscheideleistung der Nachklärbecken. Bekanntermaßen bereitet die Abtrennung von Biomasse bei Festbettreaktoren -aufgrund der günstigeren, die Absetzbarkeit erleichternden Flockenstruktur/ Flockendichte- kaum Probleme. Ferner ist der spezifische Volumenbedarf der Nachklärung bei Festbettreaktoren deutlich geringer als bei Belebungsanlagen. Darüber hinaus steigt die Bio-P-Elimination -unter sonst gleichen Bedingungen- mit dem TS-Gehalt an. Vor diesem Hintergrund ist es nur naheliegend eine Kombination beider Verfahrenstechniken (eine Symbiose aus sessiler, auf Bewuchskörpern fixierter Biomasse und suspendiertem Belebtschlamm) in Betracht zu ziehen. Im Rahmen des Vorhabens werden drei halbtechnische Anlagen (festsitzende, schwimmende Bewuchskörper und konventionelle Anlage als Referenz) betreut, deren Ergebnisse verglichen und mittels einer Simulation verifiziert. Um die sessilen Mikroorganismen hinsichtlich ihres Einflusses auf die Bio-P-Elimination beurteilen zu können, ist die Verfahrensführung derart ausgelegt, daß sie aeroben als auch anaeroben Millieubedingungen ausgesetzt werden. Die Ergebnisse sollen folgende Arbeitshypothesen bestätigen: Aufwuchskörper können auch in kontinuierlich durchflossen Belebungsanlagen mit Bio-P Elimination erfolgreich eingesetzt werden. - Der Schlammindex wird deutlich verringert und damit die Absetzbarkeit entsprechend verbessert. - Aufgrund der verringerten Rücklaufschlammförderung (entsprechend des Anteils der sessilen Biomasse) wird die Betriebsstabilität der Nachklärung nachhaltig verbessert. - Die Nachklärung wird in zweierlei Hinsicht entlastet: aufgrund der Verbesserung der Schlammindices als auch aufgrund der reduzierten Rücklaufschlammförderung. - Je nach hydraulischer und stofflicher Ausgangsbelastung wird Kapazität in unterschiedlichem Maße in der Nachklärung freigesetzt. (Text gekürzt)

Einfluss von Aquatal auf die Belebtschlammabsetzbarkeit in einem SBR und auf die folgende Schlammbehandlung

Ziel dieses Projektes ist es, die Auswirkungen von Aquatal auf die Leistung einer SBR-Anlage mit nachgeschalteter Schlammfaulung zu ueberpruefen. Aquatal ist ein mineralisches Pulver, das aus Magnesiumsilikat und Chlorit besteht. Es wurde von der franzoesischen Firma Luzenac Europe entwickelt, um die Absetzbarkeit des Belebtschlammes zu verbessern und insbesondere um Blaehschlammprobleme zu loesen. Die Adhaesion von Aquatal an den Schlamm fuehrt zu einer sofortigen Beschwerung der Flocken, die sich dann schneller absetzen koennen. Anhand dieser Untersuchungen soll gezeigt werden, ob diese bekannten Effekte auch im SBR auftreten, und ob der Aquatal-geladene Schlamm sich in der anaeroben Faulungsphase so gut stabilisieren laesst wie ohne Aquatal.

Bekaempfung von Blaeh- und Schwimmschlamm mittels Ultraschall

Untersuchungen ueber die Blaehschlammbekaempfung mittels mechanischen Verfahrens und den Einfluss der Zerteilung des Schlamms auf die Aktivitaet von Belebtschlamm

Das Belebtschlammverfahren ist zur Zeit die wichtigste Reinigungsmethode fuer organische Abwaesser. Aber Blaehschlamm bereitet grosse Schwierigkeiten in Klaeranlagen. Bei Erhebungen auf etwa 220 Klaeranlagen, die vom Institut fuer Siedlungswasserbau, Wasserguete- und Abfallwirtschaft der Universitaet Stuttgart aus unternommen wurden, konnte auf 100 Anlagen (ca. 45 Prozent) Blaehschlamm festgestellt werden. Bisher wurde jedoch keine erfolgreiche und wirtschaftliche Methode zur Vermeidung von Blaehschlamm gefunden. Die Stoffuebergangsrate im Belebtschlammverfahren haengt von der Turbulenz und der verfuegbaren Oberflaeche zwischen Abwasser und Mikroorganismen ab. Der Einfluss von Turbulenz auf die Bioreinigung des Abwassers wurde verschiedentlich untersucht, jedoch fehlen noch quantitative Untersuchungen ueber den Einfluss von Turbulenz und Schlammgroesse auf das Belebungsverfahren. Das Ziel dieser Forschungsarbeit: 1: Die Moeglichkeit, den Blaehschlamm mit einer einfachen Methode zu vermeiden. 2: Untersuchungen ueber den Einfluss von Zerteilung des Schlamms und von Turbulenz auf den Wirkungsgrad der biologischen Reinigung. 3: Die Moeglichkeit, eine praktische und verbesserte Betriebsweise des Belebungsverfahrens zu suchen.

Untersuchung des Einflusses der chemischen Zusammensetzung von Belebtschlaemmen auf die Absetzeigenschaften in Belebtschlammanlagen zur Reinigung von Papierfabriksabwaessern

Papierfabriksabwaesser enthalten im allgemeinen - wie auch einige andere Industrieabwaesser - keine bzw sehr geringe Mengen Stickstoff und Phosphor. Wird das Abwasser biologisch gereinigt, muss dieser Mangel durch entsprechende Zugabe von Naehrstoffen ausgeglichen werden. Die Mikroorganismen benoetigen fuer ihre Stoffwechselprozesse zum Abbau organischer Substanzen bestimmte Mengen an Stickstoff und Phosphor. Ein Teil dieser Phosphor- und Stickstoffverbindungen lagert sich im Belebtschlamm ein. Es ist bekannt, dass die Zusammensetzung des Belebtschlammes - vor allem der Stickstoff- und Phosphoranteil sowie der Gluehverlust - fuer das Absetzverhalten und die Neigung zur Blaehschlammbildung (Wachstum von fadenfoermigen Mikroorganismen) von massgebender Bedeutung sind. Bislang gibt es allerdings keine Richtwerte fuer die Zusammensetzung des Belebtschlammes, die das Absetzverhaltens guenstig beeinflussen. Das Ziel des Projektes ist es, die optimale Zusammensetzung des Belebtschlammes zu ermitteln, bei der der Schlammindex moeglichst gering ist, das Wachstum fadenfoermiger Bakterien verhindert wird, der Restgehalt an Stickstoff und Phosphor im gereinigten Abwasser minimiert und die biologische Aktivitaet des Schlamms nicht beeintraechtigt ist. Die Ergebnisse der geplanten Untersuchungen sollen zu allgemein gueltigen Richtwerten fuer die Zusammensetzung der Belebtschlaemme in Anlagen zur Reinigung von Papierfabriksabwaessern fuehren.

Untersuchungen ueber die Abhaengigkeit der Entwicklung von Blaehschlamm-Organismen von der Substratzusammensetzung und der Betriebsweise

Untersuchungen von rd. 3500 Belebtschlammproben aus 315 Belebungsanlagen zeigten bei 45 v.H. Fadenorganismen. Das Blaehschlammproblem ist ein zentrales Problem der gegenwaertigen aeroben Abwasserreinigung. Ueber die Ursachen des spontanen fadenfoermigen Wachstums, eigentlich sonst flockig wachsender Organismen, liegen bisher Hinweise vor. So haben Untersuchungen von Chudoba und Rensink z.B. ergeben, dass ein Zusammenhang zwischen Naehrstoffkonzentration und Blaehschlamm besteht. Wenn das Substrat gering konzentriert vorliegt, erlangen die fadenfoermigen Organismen einen Wachstumsvorteil. In dem Forschungsvorhaben soll die Abhaengigkeit der Blaehschlammentwicklung von der Beschaffenheit der Substratmolekuele unter definierten praxisnahen Bedingungen in bezug auf Belastung, Temperatur, pH untersucht werden. Dafuer werden 15 Laborklaeranlagen betrieben.

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