Das Projekt "Verbesserung der Entstickung bei biologischer Abwasserklaerung durch Kohlenstoffdosierung aus Klaerschlammhydrolyse" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Primary sedimentation is a widely used process for wastewater treatment. The removal of a significant fraction of the incoming organic load during primary sedimentation results in a load reduction of the subsequent conventional biological treatment and allows for the overall optimization of a treatment plant. However, in the case of biological nutrient removal (BNR) processes the increased requirements in the biological reactors (denitrification and biological phosphorus removal) are in contradiction with primary sedimentation attainments. This contradiction can be resolved by applying anaerobic treatment to the primary sludge in order to produce the necessary additional carbon source through primary sludge hydrolysis. The object of this research is to investigate the influence of sludge hydrolysis processes on the composition and amount of the produced hydrolysate as well as on the quality of hydrolysate as carbon source under varying hydrolysis conditions. Dewaterability studies are also performed to investigate the effect of sludge hydrolysis process on sludge-dewaterability. The optimized conditions of operation will be applied on the wastewater treatment plants in Alexandria, Egypt. This study presents the results of a research involving bench scale experiments related to primary sludge hydrolysis. Temperature, retention time and pH value were the main parameters involved in the design of hydrolysis units. Sodium hydroxide, calcium hydroxide and ferric chloride were the chemicals mainly used for pH adjustment and conditioning of the hydrolysed sludge. Performance is expressed in terms of soluble COD produced as a fraction of sludge total COD. The following main conclusions can be drawn: a) A soluble COD of the order of 15 - 20 percent in terms of sludge TCOD with RT = 6,0 hours at temperature = 35 degrees centigrade at normal pH was achieved. b) At pH = 11, T = 20 degrees centigrade and RT = 6,0 hours, an increase up to 25 - 30 percent soluble COD was obtained. c) A significant soluble COD production of abour 45 percent can be obtained with RT = 6,0 hours, T = 35 degrees centigrade at pH = 11. d) The use of the produced hydrolysate succeeded to improve the denitrification rate up to 9,8 and to 5,7 mg NO3 -N/gVSS.h for biological and chemical biological hydrolysate respectively and to decrease the phosphorus content up to 1,0 mg P/l in the effluent of activated sludge treated wastewater. e) The hydrolysis process has a bad effect on sludge dewatering. In Egypt, the situation is most critical. The Egyptian economy has traditionaly heavily relied on agriculture, as a source for growth, which is almost dependent on surface water for irrigation. Egypt has no effective rainfall except for a narrow band along the nothern coastal areas. The possibility of increasing the fresh water resources from the conventional sources (Nile, rain, groundwater) is doubtful...
Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von PARFORCE Engineering & Consulting GmbH durchgeführt. Das Vorhaben beinhaltet die technische Untersuchung einer dezentralen Phosphat-Gewinnung auf sogenannten Bio-P-Kläranlagen mit zentraler Veredelung der Phosphat-Fällungsprodukte zu Phosphorsäure, Ammoniakwasser und wiederverwendbaren Phosphatfällungsmitteln. Ziele des Projektes sind, im technischen Maßstab nachzuweisen, dass (1) der P-Gehalt von 20gP/kgTR im entwässerten Schlamm deutlich unterschritten, (2) die P-Säure-Produktion effizient umgesetzt, (3) der Klärschlamm (stofflich und energetisch) reststofffrei verwertet, (4) ein Stoffkreislauf für Magnesium geschaffen und (5) die P-Gewinnung und Verwertung klimaneutral werden kann. Zentraler Baustein dieser dezentralen P-Gewinnung ist ein bei Überdruck und in reiner Wasserdampfatmosphäre betriebener Wirbelschichtverdampfungstrockner, der eine nahezu vollständige, hochwertige Verwertung der eingesetzten Wärme ermöglicht. Diese wird u.a. zur erhöhten und beschleunigten P-Rücklösung, zur Ammoniakwassergewinnung, zur thermischen Hydrolyse und schließlich zur Faulbehälterbeheizung eingesetzt. Ein KMUs, ein Anlagenhersteller, ein Ingenieurbüro, drei Abteilungen eines Forschungszentrums und ein Kläranlagenbetreiber bündeln ihre Kompetenzen, die Modellanlage zur dezentralen P-Gewinnung aufzubauen, zu untersuchen und zu bewerten und die technische, ökologische und wirtschaftliche Machbarkeit einer zentralen P-Verwertung zusammen mit einer stofflichen und energetischen Verwertung des phosphatarmen Klärschlamms nachzuweisen.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Lukson Aktiengesellschaft - Büro Pulheim durchgeführt. Das Vorhaben beinhaltet die technische Untersuchung einer dezentralen Phosphat-Gewinnung auf sogenannten Bio-P-Kläranlagen mit zentraler Veredelung der Phosphat-Fällungsprodukte zu Phosphorsäure, Ammoniakwasser und wiederverwendbaren Phosphatfällungsmitteln. Ziele des Projektes sind, im technischen Maßstab nachzuweisen, dass (1) der P-Gehalt von 20gP/kgTR im entwässerten Schlamm deutlich unterschritten, (2) die P-Säure-Produktion effizient umgesetzt, (3) der Klärschlamm (stofflich und energetisch) reststofffrei verwertet, (4) ein Stoffkreislauf für Magnesium geschaffen und (5) die P-Gewinnung und Verwertung klimaneutral werden kann. Zentraler Baustein dieser dezentralen P-Gewinnung ist ein bei Überdruck und in reiner Wasserdampfatmosphäre betriebener Wirbelschichtverdampfungstrockner, der eine nahezu vollständige, hochwertige Verwertung der eingesetzten Wärme ermöglicht. Diese wird u.a. zur erhöhten und beschleunigten P-Rücklösung, zur Ammoniakwassergewinnung, zur thermischen Hydrolyse und schließlich zur Faulbehälterbeheizung eingesetzt. Ein KMU, ein Anlagenhersteller, ein Ingenieurbüro, drei Abteilungen eines Forschungszentrums und ein Kläranlagenbetreiber bündeln ihre Kompetenzen, die Modellanlage zur dezentralen P-Gewinnung aufzubauen, zu untersuchen und zu bewerten und die technische, ökologische und wirtschaftliche Machbarkeit einer zentralen P-Verwertung zusammen mit einer stofflichen und energetischen Verwertung des phosphatarmen Klärschlamms nachzuweisen.
Das Projekt "Rückgewinnung von Phosphor aus Aschen der Klärschlammverbrennung - Konzepte, Strategien, Wirtschaftlichkeit" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ruhrverband durchgeführt. Aufgabe technischer Klärschlammbehandlungsverfahren muss die Trennung von 'Schad-' und 'Wertstoffen' sein. Als wesentlicher Wertstoff im Klärschlamm ist das Phosphat zu betrachten, da die derzeit bekannten Phosphaterzvorräte der Welt den Bedarf nach qualitativ hochwertigem, wenig verunreinigtem und zu heutigen Preisen abbaubarem Phosphaterz nur noch für ca. 60 -130 Jahre decken können. Dabei ist Phosphor ein essentieller Nährstoff, der durch kein anderes Element ersetzt werden kann. Derzeit werden weltweit etwa 38 Mio. Mg P2O5 verbraucht, wovon etwa 80 Prozent für die Herstellung von Düngemitteln verwendet werden. Die begrenzte Verfügbarkeit des Rohstoffes Phosphor hat dazu geführt, dass es inzwischen europaweit unterschiedlichste Bestrebungen gibt, die Rückgewinnung dieses Wertstoffes aus verschiedenen Ausgangsprodukten politisch und wirtschaftlich zu forcieren. Hauptziel des Forschungsvorhabens ist die Entwicklung eines ökologisch und ökonomisch sinnvollen Verfahrens zur Rückgewinnung von Phosphor aus der Asche der Klärschlammverbrennung in den Wertstoffkreislauf. Des Weiteren sollen Untersuchungen zur Varianz der Aschezusammensetzung sowie der Einfluss der verschiedenen Phosphoreliminationsverfahren (Fällung, Bio-P) und die Art der Veraschung (z.B. Verbrennungstemperatur) auf das Eluierungsverhalten untersucht werden.
Das Projekt "Phosphorrecycling - Rückgewinnung von industriell bzw. landwirtschaftlich verwertbaren Phosphorverbindungen aus Abwasser und Klärschlamm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl und Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die im Abwasser und im Schlamm enthaltenen Phosphorverbindungen in hoch konzentrierter und wieder verwertbarer Form zurückzugewinnen, um den Phosphorkreislauf weitgehend und auf möglichst kurzem Wege zu schließen. In Deutschland haben sich die chemische Fällung und die vermehrte biologische Phosphorelimination als Verfahren zur Entfernung von Phosphor aus dem Abwasser etabliert. Die Verwertung des anfallenden Klärschlamms erfolgte bisher in der Landwirtschaft bzw. im Landschaftsbau, zur Entsorgung wurde der Klärschlamm deponiert bzw. spätestens ab Juni 2005 verbrannt. Im Zuge der schärferen Grenzwerte für eine stoffliche Klärschlammverwertung wird in Zukunft die Verbrennung von Klärschlamm einen Entsorgungspfad mit wachsender Bedeutung darstellen. In einer ersten Phase des Projektes wurden Untersuchungen zur Phosphorrückgewinnung im Labormaßstab durchgeführt, deren Ergebnisse dann in der zweiten Phase auf eine halbtechnische Umsetzung ausgewählter Verfahren übertragen werden sollten. In der ersten Phase wurden folgende drei Ansätze verfolgt: Ansatz 1: Rückgewinnung von Phosphor aus dem Überschussschlamm der biologischen Phosphorelimination; Ansatz 2: Rückgewinnung von Phosphor aus dem Fällschlamm der chemischen Phosphorelimination; Ansatz 3: Rückgewinnung von Phosphor aus Klärschlammasche.
Das Projekt "Phosphorrückgewinnung bei der kommunalen Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fachhochschule Münster, Institut für Wasser, Ressourcen, Umwelt, Labor für Abfallwirtschaft, Siedlungswasserwirtschaft, Umweltchemie durchgeführt. Phosphor ist weltweit eine knappe und für die Ernährung der Weltbevölkerung wichtige Ressource. Im Rahmen des Projektes wurde im halbtechnischen Maßstab untersucht, wie der im Klärschlamm einer kommunalen ARA gebundene Phosphor gezielt rückgelöst und so eine Aufkonzentration des P-Gehaltes im Schlammwasser erreicht werden kann. Dazu erfolgten Hydrolysierungsversuche der Polyphosphate aus einem Bio-P-Prozess und auch Zellaufschluss mittels Ultraschall (Desintegration). Die Auswirkungen auf Reinigungsprozess, Schlammeigenschaften, Entwässerungsverhalten und Kosten wurden abgeschätzt.
Das Projekt "Steuerungsstrategien fuer kommunale Klaeranlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Die heutigen Grenzwerte fuer Phosphor im Klaeranlagenablauf koennen mit alleiniger biologischer Phosphorelimination aufgrund ihrer Prozessinstabilitaet nicht gewaehrleistet werden. Die Faellung/ Flockung weist eine gute Prozessstabilitaet und Steuer- und Regelbarkeit auf, hat aber den Nachteil der hoeheren Betriebskosten. Aus diesem Grund bietet sich eine Kombination einer biologischen Anlage mit nachgeschalteter Faellung-/Flockungsstufe an. Ziel dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines Regelungs- bzw. Steuerungskonzepts fuer die F/F-Anlage, die einer biologischen nachgeschaltet ist, und eine betriebssichere und -kostenoptimale Prozessfuehrung ermoeglicht. Parallel hierzu sind grundlagenorientierte Untersuchungen hinsichtlich der abwassercharakteristischen Einflussgroessen der vorgeschalteten 'Bio-P'-Stufe zur quantitativen Vorhersage der Effizienz dieses Prozesses vorgegeben.
Das Projekt "Phosphor- und Stickstoffelimination von Abwasser in einer Bio-P/N-Reaktoranlage" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Berliner Hochschule für Technik, Verfahrens- und Umwelttechnik, Studienschwerpunkt Bioverfahrenstechnik durchgeführt. Eine vierstufige Laborreaktorkaskade zur kontinuierlichen aeroben CSB-Reduktion ist unter dem Aspekt konzipiert worden, fuer spezifische betriebliche Fragestellungen passende Anlagenschaltungen zur biologischen Phosphor- und Stickstoffelimination zu entwickeln. Die hier vorgeschlagene Anlagenschaltung im Hauptstromverfahren ermoeglicht eine nahezu vollstaendige Phosphor- und Stickstoffelimination von Abwaessern mit erhoehten Ammonium- und Nitratfrachten. Sie basiert auf dem A/O-Verfahren, ergaenzt durch zwei anoxe Reaktoren, in denen der Zulauf, der Rueckschlamm sowie die im aeroben Reaktor durch Nitrifikation erzeugten Nitratverbindungen denitrifiziert werden. Bei einer Substratzulaufkonzentration (DOC) von etwa 100 mg/l betraegt der Substratabbaugrad 95 bis 100 Prozent, der Phosphateliminationsgrad bei einem Zulauf PO4-P von etwa 5 mg/l 85 bis 100 Prozent. Die stufenweise bis auf 25 mg/l erhoehten NH4-N Zulaufkonzentrationen werden nach einer Einfahrphase bis zu 100 Prozent abgebaut, der Nitratabbaugrad liegt bei 0,9 und 1,0.
Das Projekt "Charakterisierung der Abbauprozesse beim Einsatz von granuliertem belebtem Schlamm in aeroben Abwasserreinigungsanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, TUM School of Engineering and Design, Institut für Wasser und Umwelt, Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Bakterien mit speziellen strukturbildenden oder metabolischen Fähigkeiten (z.B. Flockenbildner, Nitrifikanten, CKW-Abbauer) werden in Bioaggregaten (Granula, Biofilme) angereichert und dann in Reaktoren zur biologischen Abwasserreinigung eingemischt. Durch Übertragung der neuen Fähigkeiten in die autochtone Lebensgemeinschaft (Bioaugmentation) soll die Einarbeitung des biologischen Systems und dessen Anpassung an geänderte Prozessbedingungen beschleunigt werden. Bedeutungsvoll ist ein solcher steuernder Eingriff dann, wenn die benötigten Bakterienarten sich nur sehr langsam vermehren (z.B. Nitrifikanten; Bio-P Bakterien), beim Anfahren einer Belebungs- oder Biofilmanlage, bei Regeneration der Anlage nach einem Unfall, wenn Abwässer mit ungewöhnlicher Zusammensetzung zu reinigen sind (z.B. spezielle Prozessabwässer aus der Industrie) oder Abwässer mit stark wechselnder Fracht und Zusammensetzung (z.B. Abwasser aus Firmen mit Kampagnenbetrieb, Abwasser aus touristischen Objekten). Es wird zunächst darum gehen, spezielle Anreicherungskulturen in Granulaform heranzuzüchten. Nach Zudosieren der Granula in eine Modellbelebungsanlage soll beobachtet werden, wie sich die Granula im System verhalten, ob sich die mit den Granula importierten Arten in der Mischkultur verbreiten, bzw. ob es durch Gentransfer zu einer Verbreitung der speziellen Fähigkeiten kommt.
Das Projekt "Vergleich der biologischen Phosphorelimination in sequentiell betriebenen Belebtschlamm- und Biofilmreaktoren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität München, Fakultät für Bauingenieurwesen und Vermessungswesen, Institut für Wasserwesen, Lehrstuhl und Prüfamt für Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Phosphor und Stickstoff sind in vielen Gewaessern wachstumslimitierende Naehrstoffe. Eine Einleitung der Naehrstoffe in ein Gewaesser kann zu einem vermehrten Algenwachstum fuehren (Eutrophierung). Deshalb ist die Entfernung beider Naehrstoffe vor der Einleitung in ein Gewaesser gesetzlich vorgeschrieben. Fuer die Bio-P-Elimination werden zum gegenwaertigen Zeitpunkt ausschliesslich Belebungsverfahren eingesetzt, bei denen die Bakterien in Form von Belebtschlammflocken im Wasser suspendiert sind. Verfahren, bei denen die beteiligten Organismen in Biofilmen fixiert werden, sind bisher nicht im Einsatz, koennen aber Vorteile vor Belebtschlammanlagen bieten: (1) Probleme mit der Absetzbarkeit des Belebtschlammes und Schwimmschlammbildung werden vermieden, (2) wegen des Fehlens der Absetzphase koennen keine Probleme durch eine eventuelle P-Rueckloesung in der unbeluefteten Absetzphase entstehen, (3) im Biofilm koennen langsam wachsende Organismen besonders effektiv angereichert werden, (4) mit Biofilmreaktoren ist es moeglich, kompaktere Klaeranlagen zu bauen, da hoehere aktive Biomassen eingesetzt werden koennen. Ziel des Forschungsprojektes ist die Optimierung der biologischen P-Elimination (Bio-P-Elimination) bei vollstaendiger Nitrifikation in einem Biofilmreaktor.
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