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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.

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.

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.

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.

Anwendungsorientierte systematische Definition von Schaeumen und Untersuchungen zur EPS-Bildung in belebten Schlaemmen (Untertitel: Untersuchungen zum Vorkommen von Microthrix parvicella in Klaeranlagen mit Naehrstoffelimination)

Kommunale Klaeranlagen mit Stickstoff- und Phosphorelemination haben Probleme mit Schaeumen und faedigen Schlaemmen. Fuer diese Erscheinungen ist haeufig das faedig wachsende Bakterium Microthrix parvicella verantwortlich. Durch die mikroskopische Analyse schaeumender belebter Schlaemme bei Fruehjahrstemperaturen von 12-15 Grad Celsius im Belebungsbecken und Befragung von Klaeranlagenbetreibern konnte ermittelt werden, dass Microthrix parvicella bei den untersuchten Proben zu 93 Prozent dominant war. Fuer naehrstoffeleminierende Klaeranlagen Deutschlands ist M. parvicella als Hauptverursacher fuer Blaehschlamm- und Schaumbildungen, insbesondere im Temperaturbereich von 12-15 Grad Celsius, verantwortlich. 100 Prozent der untersuchten Klaeranlagen mit Naehrstoffelimination hatten ganzjaehrig Schaum auf den Nitrifikationszonen. 70 Prozent hatten zeitweilig oder staendig Schaum im Faulbehaelter. Schaumprobleme im Faulbehaelter sind ursaechlich mit Schaumproblemen auf den Belebungsbecken verknuepft. Die unersuchten Schaeume von Belebungsbecken zeigten im mikroskopischen Bild hohe Gehalte an Verschleimungen, die auch als EPS bekannt sind und haeufig in Zusammenhang mit dem fadenfoermigen Bakterium M. parvicella auftreten. Es konnte der Nachweis erbracht werden, dass M. pervicella in Abhaengigkeit der BSB5-Schlammbelastung sowie der Temperatur waechst. BSB5-Schlammbelastung kleiner gleich 0,1 kg/(kg-d), wobei M. parvicella zwischen 200 und 500 my m lang wird und aufgrund seiner Hydrophobilizitaet zum Schaeumen zur schlechten Entwaesserbarkeit und zu Schlammindices von durchschnittlich 250 ml/g, mit Maximalwerten bis 490 ml/, fuehrt.

Bekaempfung von Blaeh- und Schwimmschlamm mittels Ultraschall

Untersuchungen ueber die Problematik der Blaehschlammbildung in Klaeranlagen und Versuchsansaetze fuer deren Bekaempfung

Untersuchungen in den Klaerwerken Berlin-Marienfelde (completely mixed) und -Ruhleben (plug flow), wo chem. u. physik. sowie prozessbedingte Parameter und das Auftreten von fadenfoermigen Bakterien erfasst wurden, zeigen, dass die Einflussfaktoren zu vielfaeltig sind, um gezielte Aussagen ueber das Wachstum der o.a. Bakterien in vivo machen zu koennen. In der Klaeranlage Marienfelde ergaben sich zwischen Schlammindex (ISV) u. Schlammbelastung (BTS) bzw. Wassertemperatur Korrelationskoeffizienten von - 0,6 bzw. 0,7. Die Ergebn. der Untersuchungen zeigen ausserdem, dass das System Klaeranlage zu komplex ist, um eindeutige Aussagen ueber spezif. Bekaempfungsmassnahmen einzelner fadenfoermiger Bakterien treffen zu koennen. Sie gestatten aber Rueckschluesse auf besondere Naehrstoffbeduerfnisse und Umweltbedingungen des jeweiligen Bakteriums, die wiederum, mit den entsprechenden Isolierungstechniken, fuer die Isolierung u. Kultivierung dieser Bakterien von Vorteil sind. Mit diesen Voraussetzungen konnten zahlreiche Bakterien aus den Gruppen Leucothrix spec./Thiothrix spec./Eikelboom's Typ 021 N, Sphaerotilus spec./Haliscomenobacter spec./Eikelboom's Typ 1701, Nocardioforme, Bacillus spec. und 'rosa' Kolonien isoliert, morphologisch u. physiologisch charakterisiert u. so taxonomisch besser eingeordnet werden. Untersuchungen zur Physiologie der Isolate, wie Substratspektrum, Wachstumsverhalten unter bestimmten Bedingungen u. Enzymspektrum zeigen, dass die Physiologie von Bakterien aus natuerlichen Standorten hohe Anforderungen an die Kultivierung in vitro stellen u. lieferten die Grundlage fuer die Durchfuehrung von Wachstumsversuchen in statischer Kultur. ...

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.

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