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Verbesserung der Klaerschlamm-Konditionierung

Verfahrenstechnische Optimierung der Schlammkonditionierung / Bau und Betrieb von Pilot- und Versuchsanlagen des Flockungsreaktors und der Elektrofiltration

Behandlung von Oelabscheider- und Strassensammlergut

Entwicklung neuer Verfahren fuer die Phasentrennung, Eindickung und Entwaesserung der Schlaemme sowie die Aufbereitung des Abwassers; die Abtrennung auch der nicht rezyklierbaren Anteile sind im Gewaesserschutz notwendig. Richtig gefaellt koennen sie verbrannt oder deponiert werden. Bearbeitet werden zwecks Gewaesserschutz insbesondere die oeligen Restanteile - nach Abtrennung recyclierbarer Oelfraktionen - die nicht in Wasser und Boeden gelangen duerfen. Die noch zurueckgehaltenen Fraktionen koennen als Oxide oder Sulfide gefaellt und verbrannt oder deponiert werden.

Digitalisierung und Optimierung des Zentrifugendekanterbetriebs in Kombination mit einer Automatisierten Mehrfachen Flockung (Folgeantrag)

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Bei der Abwasserreinigung in Kläranlagen fällt Klärschlamm an, welcher kostenaufwendig entsorgt werden muss. Eines der Hauptverfahren ist die Entwässerung des Schlammes. Unter Zugabe von polymeren Flockungsmitteln entsteht ein Flocken-Wasser-Gemisch. Dieses wird in diesem Fall im Zentrifugalfeld von Dekanterzentrifugen getrennt. Die Einmischung von Flockungsmitteln wird durch die von awama entwickelte Automatische Mehrfachflockung (AMF) unterstützt und stellt den Stand der Technik bei der Optimierung der Klärschlammkonditionierung dar. Da in der Dekanterzentrifuge eine hohe Zentrifugalbeschleunigung wirkt, werden auf die Flocken erhebliche Kräfte ausgeübt. Eine gleichmäßige Flockeneigenschaft ist von entscheidender Bedeutung - u.a. für die Qualität der Entwässerung. Die Flockeneigenschaften werden laufend durch die Automatisierung der AMF überwacht und bei Bedarf wird nachgeregelt. Die zu entwässernden Schlämme unterscheiden sich u.A. durch ihre Herkunft (z.B. durch ein anderes Verfahren zur Abwasser- und Schlammbehandlung) sowie variierende Inhaltsstoffe. Dadurch ändern sich ihre Beschaffenheit und somit ihr Reaktionsverhalten gegenüber Flockungsmitteln. Daher ist eine permanente und automatisierte Anpassung der Flockungsmittelmenge notwendig. In der Praxis ist der Anlagenbetreiber für diese komplexe Aufgabe zuständig. Je nach möglichem Personaleinsatz und vorhandener Anlagentechnik ist dies mehr oder weniger umsetzbar. Die derzeitige Praxis zeigt, dass die Ergebnisse oft eine Überdosierung oder eine Unterdosierung von Flockungsmittel ist. Die Entwässerung wird entweder manuell oder mit ungenauen Sensorwerten bestimmt wird. Diese Überdosierung und Unterdosierungen zu vermeiden, ist eines der wesentlichen Ziele der Automatisierung. Die AMF löst das Problem, die Schlammkonditionierung automatisch im optimalen Bereich zu halten. Auf Basis von Prognosewerten kann die Entwässerung sicher und vollautomatisch betrieben werden. Nach der Flockung liegen konstante bzw gute Entwässerungseigenschaften vor. Je nach Zielsetzung von Kläranlage oder Abnehmer des Klärschlammes können hohe Entwässerungsergebnisse oder Einsparungen von Flockungsmittel im Vordergrund stehen. Zur Sicherstellung der Qualität ist ein intelligenter Flitrat- bzw. Zentratsensor (ZS) erforderlich um auch das Entwässerungsaggregat im Blick zu behalten. Dadurch ergeben sich weitere Eingriffsmöglichkeiten zusätzlich zur Schlammkonditionierung. Als Kooperationspartner für dieses Projekt waren die Kläranlage Wolfenbüttel mit Begleitung von Masterarbeiten an der TU Clausthal, der TU Braunschweig, HS Bremen, und weiteren geplant. Zielsetzung für dieses Projekt: --Entwicklung und Erprobung verschiedener Regelungsstrategien für den Zentrifugenbetrieb --Einfließen der Erfahrungen in ein Automatisierungskonzept --Konzeptionierung eines Prognosetools zur Unterstützung des Bedienungspersonals, welches ggf. Vorschläge übergeordnet vergeben kann Erwartungen an das Projekt: 1. je Regelungskonzept eine Reduzierung der polymeren Flockungsmittel um bis zu 25 - 35 % 2. Minimierung der Umweltemission überschüssiger polymerer Flockungsmittel über den Abwasserpfad 3. Minimierung der CO2-Emissionen aufgrund eines 0,5 bis 1 %-Punkte höheren Trockenrückstandes (TR) im entwässerten Schlamm 4. Verringerung der Belastung der Abwasserbehandlung durch eine hohe Entwässerungsqualität (sauberes Filtrat bzw. Zentrat) Eine genaue Bilanzierung der Stoff- und Energieströme sowie eine Quantifizierung der Umweltentlastung für die o.g. Punkte soll im Rahmen des Projektes experimentell untersucht und in Form von CO2-Äquivalenten ermittelt werden. Zur Erreichung dieser Ziele wird beabsichtigt, auf Basis des eigenen Prognosesensors einen 'Zentratsensor' zu entwickeln. Dieser Prototyp soll in der Kläranlage Wolfenbüttel in Kombination mit der bestehenden AMF getestet werden. (Text gekürzt)

Application of Anaerobic Ammonium Oxidation in Mainstream Municipal Wastewater Treatment

Nitritation combined with anaerobic ammonium oxidation (anammox) has been widely applied in treatment of high nitrogenous wastewaters since its discovery in the 1990s. This process is more cost efficient than conventional treatment technologies and has been studied intensively for municipal reject water or centrate treatment. Due to the slow growth rate of the involved microorganisms systems with high biomass retention such as biofilm reactors or granular based sequencing batch reactors (SBRs) are often employed. The current applications of nitritation-anammox processes are confined to wastewaters with ammonium concentrations of greater than 500 mg-N l-1 and temperatures around 30 C. Complete nitrogen removal without the need for organic carbon and in addition less energy consumption is, however, also highly interesting for mainstream municipal wastewater treatment. The main goal of this project is thus to realize the application of nitritation-anammox at low temperature/low substrate conditions with two different reactor types, SBR (suspended sludge system) and MBBR (biofilm reactor system). The key questions are the stabilization of the anammox reaction under these conditions on the one side and the minimization of unwanted nitrite oxidation on the other side. Stepwise reduction of ammonium loading and temperature will be used to acclimate the biomass to the desired condition. Oxygen limitation strategies and pH control will be applied as main regulatory instruments to sustain an optimal biomass composition and limit aerobic nitrite oxidation.

KMU-innovativ15 CarBioPhos: Entwicklung eines integrierten Verfahrens zur Carbonisierung von Klärschlamm, Erzeugung von Biogas und Rückgewinnung von Phosphor, Teilprojekt 2

Bei der Hydrothermalen Carbonisierung (HTC) von Klärschlamm wird unter Druck und Temperatur innerhalb weniger Stunden eine regenerative Kohle hergestellt. Damit wird gegenüber anderen Klärschlammentsorgungsverfahren eine erhebliche Steigerung der Energieeffizienz und Reduktion der Treibhausgasemissionen erreicht. Die internationale Markteinführung der Technologie ist erfolgt - TerraNova Energy hat 2016 in Jining/China die weltweit erste großtechnische HTC-Anlage in Betrieb genommen, die der Herstellung von HTC-Kohle als Ersatzbrennstoff dient. Beim Verfahren fallen neben der HTC-Kohle große Mengen Prozesswasser an, die dem stark wasserhaltigen Klärschlamm während des Prozesses entzogen werden. Es enthält hohe Konzentrationen an Kohlenstoff und Nährstoffen wie Phosphor und stellt daher einerseits ein großes Nutzungspotential aber ohne weitere Behandlungsschritte andererseits auch eine Rückbelastung des Klärprozesses bei der Integration auf einer Kläranlage dar. Auf Grundlage erfolgsversprechender Voruntersuchungen sollen zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit Nutzungspfade für das Prozesswasser entwickelt und im Technikumsmaßstab nachgewiesen werden: - Rückgewinnung von mindestens 50% des im Klärschlamm enthaltenen Phosphors aus dem Prozesswasser und Konditionierung zu einem handelbaren Produkt - Fermentation des an P abgereicherten Prozesswassers zur Erzeugung von Biogas und Untersuchungen zur energetischen Kopplung der Verfahren.

Aquabase, Einfluss der Klärschlamm Prozessierung auf das Schicksal von Nonylphenol in klärschlammbehandelten Böden

Lipophile endokrin wirksame Chemikalien, z.B. synthetische Kontrazeptiva, reichern sich im bei der Abwasserbehandlung entstehenden Klärschlamm an. Wird dieser Klärschlamm als Dünger landwirtschaftlich genutzter Flächen verwendet, besteht die Gefahr, dass die Fremdstoffe aus dem Boden durch Run-off ausgetragen oder von Pflanzen aufgenommen wird. Aufgrund der verschiedenen Aufarbeitungsschritte des Klärschlamms - Stabilisierung, Konditionierung, Entwässerung, Entpathogenisierung - entstehen Klärschlämme, die sich in ihren physikochemischen Eigenschaften (Mineralgehalt, pH, Fein- und Grobstruktur) und in ihrem Gehalt an Kontaminanten unterscheiden können. Bei der Verwendung dieser Schlämme als Dünger können sich die darin enthaltenen Kontaminanten bezüglich ihres Abbau- und Transpoirtverhaltens sowie der Bioverfügbarkeit unterschiedlich verhalten. In diesem Projekt wird das Umweltverhalten ausgewählter Umweltchemikalien in Klärschlämmen in Abhängigkeit von deren Prozessierung und Aufarbeitung untersucht.

Deponieverhalten von Verfestigungsprodukten mineraloelhaltiger Schlaemme

Die bei den bekannten Verfahren der Verfestigung von Oelschlaemmen entstehenden Produkte werden untersucht in Hinblick auf ihr Auslaug- und Alterungsverhalten, sowie auf ihre Ablagerungsfaehigkeit zusammen mit Hausmuell.

Einfluss von praxiserprobten Loeschverfahren auf die Reaktivitaet von Kalkhydratsuspensionen

Konditionierung von legierungsmetallhaltigen Schlämmen und Stäuben

Die Gerhard Lang GmbH & Co. KG seit über 100 Jahren im Schrott- und Metall- recycling tätig. Der Schwerpunkt liegt bei der Verarbeitung von Metallabfällen zu hochwertigen Vorprodukten für die Schmelz- bzw. Gießerei-Industrie. Aus verschiedenen Produktionsverfahren der Metallbearbeitung und Oberflächentechnik resultieren Metallschlämme und -stäube mit teilweise hohen Gehalten an hochwertigen Metallen, wie Molybdän, Cobalt, Wolfram, Nickel, Chrom und Titan. Mangels effektiver Recyclingmöglichkeiten werden diese Rückstände vorwiegend als besonders überwachungsbedürftige Abfälle auf Deponien entsorgt bzw. der Verbrennung zugeführt. Im Rahmen des Demonstrationsvorhabens wird eine Produktionsanlage errichtet, mit der diese Metallschlämme und -stäube materialspezifisch erfasst und so konditioniert werden, dass sie als Rohstoffe oder Legierungszuschlag direkt in Schmelzbetrieben eingesetzt werden können. Damit werden nun Kreisläufe geschlossen, Ressourcen geschont und Entsorgungskapazitäten gespart. Insgesamt sollen 3.240 Tonnen hochwertige Metalle aus den Produktionsabfällen zurück gewonnen und zu Briketts verarbeitet werden. Folgende Umweltschutzwirkungen sollen erreicht werden: Die Deponierung metallhaltiger Abfälle wird vermieden. Ressourcenschonung, da die hergestellten Briketts erneut als Legierungsmittel in der Stahlindustrie eingesetzt werden können. Der Energiebedarf ist um ein Vielfaches niedriger als bei der Herstellung von Ferrochrom und Rohnickel. Der Lösemitteleinsatz wird im Kreislauf geführt. Lediglich 2-3 Prozent der eingesetzten Menge müssen wegen Verunreinigungen ausgeschleust werden. Die verunreinigten Lösemittel werden an den Hersteller zurückgegeben oder wiederaufbereitet. Gasförmige Lösungsmittelemissionen treten nicht auf, da enthaltene Dämpfe vor dem Öffnen der Anlage über eine Kältefalle kondensiert werden. Branche: Wasser, Abwasser- und Abfallentsorgung, Beseitigung von Umweltverschmutzungen Umweltbereich: Ressourcen Fördernehmer: Gerhard Lang GmbH & Co. KG Bundesland: Baden-Württemberg Laufzeit: 2005 - 2010 Status: Abgeschlossen

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