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Selektive Teilstrombehandlung von hochkonzentrierten Abwässern

Entwicklung einer Abwasserweiche soll kommunale Kläranlagen energetisch entlasten. Das Verbundprojekt „ESTA wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderinitiative KMU-innovativ: Nachhaltiges Flächenmanagement gefördert.

gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)

Insbesondere in kleineren und mittleren Kommunen werden häufig Abwässer der ortsansässigen Industrie und des lokalen Gewerbes über die örtlichen Abwassersysteme der Kläranlage zugeführt. Durch stoßweise Einleitungen kann es dabei zu starken Belastungsschwankungen der Kläranlage kommen. Der hohe Energiegehalt des Abwassers bleibt dagegen ungenutzt.

Deshalb will der Forschungsverbund ESTA eine intelligente Abwasserweiche entwickeln. Diese soll hochbelastete Zuflüsse abtrennen und mittels einer anaeroben Behandlung - also unter Ausschluss von Sauerstoff – energetisch verwerten. ESTA ist ein Zusammenschluss der AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner, der Technischen Universität (TU) Berlin, der FG Siedlungswasserwirtschaft sowie der LAR Process Analysers AG. Der Forschungsverbund will damit innovative Informations-, Wissens- und Entscheidungsgrundlagen für ein regionales Wasserressourcen-Management in Deutschland entwickeln.

„Durch dieses neu zu entwickelnde Verfahren – eine Kombination aus Abwasserweiche und anaerober Behandlung - erwarten wir erhebliche Energieeinsparungen beim Betrieb der Belebungsstufe der Kläranlage. Dabei kann das in der Anaerob-Behandlung generierte Biogas den Energiebedarf der Kläranlage teilweise decken“, erläutert Projektkoordinator Diplom-Ingenieur Thilo Burkard (AKUT) die Relevanz des Projektes.

„Häufig sind Kläranlagen die größten kommunalen Energieverbraucher“, sagt Dr. Wolfgang Genthe (LAR Process Analysers AG). Entsprechend sei die Erforschung energieeffizienterer Verfahren in diesem Bereich aus Nachhaltigkeits- und Kostengründen dringend geboten. „Zur Erreichung der Pariser Klimaschutzziele wird auch kein Weg an intelligent gesteuerten energieeffizienteren Verfahren zur Behandlung von Abwasser vorbeiführen“, betont Genthe.

Zentraler Bestandteil des Projekts wird der Aufbau und Betrieb einer Versuchsanlage am Standort der Kläranlage Baruth in Brandenburg sein. Diese wird in Abstimmung mit den Projektpartnern TU Berlin und AKUT geplant und installiert. Für die Entwicklung einer angepassten Online-Analyse-Technik wird insbesondere der Projektpartner LAR Process Analysers AG zuständig sein. „Auf Basis der hier gewonnenen Erfahrungen und Messdaten werden wir ein vorläufiges Verfahrenskonzept entwickeln. Dieses wird im Anschluss mit Betriebsdaten von weiteren Kläranlagen mit vergleichbarem Zulaufprofil überprüft und adaptiert“, erläutert Genthe.

„Die Kombination von Abwasserweiche mit der Anaerob-Technik erscheint insbesondere an Standorten sinnvoll, an denen ein signifikanter Abwasseranteil aus indirekt einleitender Industrie mit hoher organischer Fracht für stark schwankende Zulaufkonzentrationen sorgt“, erklärt Professor Dr. Ingenieur Matthias Barjenbruch (TU Berlin).

Alle Projektpartner sind optimistisch, dass das neue Konzept künftig auf großes Interesse beim Neubau oder der Umrüstung von bestehenden Kläranlagen sowohl auf dem deutschen als auch dem internationalen Markt stößt. Damit werden alle Beteiligten im Sinne der KMU-i Förderinitiative profitieren. Die Kooperation mit dem Fachgebiet „Siedlungswasserwirtschaft“ der TU Berlin ergänzt die fachliche Expertise. Sie sorgt so dafür, dass universitär Forschende sowie Studierende an der Entwicklung marktreifer Technologien beteiligt sind.

Das Verbundprojekt „ESTA (FKZ 02WQ1382A)“ wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen der Förderinitiative KMU-innovativ: Nachhaltiges Flächenmanagement gefördert. Start war bereits am 1.10.2016.

 

Kontakt und Rückfragen:
Diplom-Ingenieur Thilo Burkard
AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner
Wattstraße 10
13355 Berlin
E-Mail: burkard@akut-umwelt.de

Der gesamte organische Kohlenstoff (engl. total organic carbon, kurz: TOC) ist einer der wichtigsten Summenparameter für die Beurteilung der organischen Belastung eines Wassers. Da alle organischen Kohlenstoffverbindungen als Masse Kohlenstoff erfasst und angegeben werden, ist der TOC eine exakt definierbare, absolute Größe und direkt messbar.

Erfahren Sie mehr über TOC Messmethoden.

TOC Messgeräte der LAR Process Analysers AG

Der chemische Sauerstoffbedarf (CSB) kennzeichnet die Menge an Sauerstoff, die zur Oxidation der gesamten im Wasser enthaltenen organischen Bestandteile verbraucht wird und ist damit ein wichtiger Indikator für die Abwasseranalyse. Er wird zur Planung, Steuerung und Reinigungseffizienz betrachtet und ist Grundlage für Kalkulationen der Abwasserentgelte.

Der CSB-Gehalt lässt sich im Labor oder online bestimmen, wobei sich die einzelnen Methoden stark in ihrer Dauer und den zu verwendenden Verbrauchsmaterialien unterscheiden.

Erfahren Sie mehr über Methoden der CSB-Bestimmung.

CSB-Messgeräte der LAR Process Analysers AG

Der biochemische Sauerstoffbedarf (BSB) kennzeichnet die Menge an Sauerstoff, der zum biologischen Abbau organischer Verbindungen im Abwasser benötigt wird.

Da der überlicherweise verwendete BSB5 den Abbau von Stickstoff-Verbindungen nicht berücksichtigt (Nitrifikation), eignet sich der Parameter nur unzureichned zur Steuerung und Optimierung von Kläranlagen. Da der Gesamt-BSB den Abbau von Stickstoff- als auch Kohlenstoffverbindungen betrachtet, eignet sich> dieser Parameter hervoragend als Alternative zum BSB5.

Erfahren Sie mehr über die Online BSB-Messung.

Als Toxizität (Giftigkeit) bezeichnet man die direkte schädliche Wirkung von Substanzen auf Organismen. Die toxische Wirkung hängt von der Schadstoff-Konzentration, von der Empfindlichkeit der Organismen sowie von der Inkubationszeit ab. Schon bei geringen Konzentrationen kann diese auftreten.

Es existieren verschiedene Verfahren zur Bestimmung der Toxizität. Es können jedoch keine Aussagen in Bezug auf die Art der Toxizität getroffen werden, sondern lediglich, dass Toxizität vorliegt. Die Verfahren testen an Fischen, Daphnien, Muscheln, Algen oder Bakterien, ob eine Wasserprobe toxische Effekte bei den Organismen auslöst oder nicht.

Erfahren Sie mehr über die Online Toxizitätsmessung.

BSB-Messgerät und Toxizitätsmessgerät der LAR Process Analysers AG

Der gesamt gebundene Stickstoff (engl. total nitrogen bound, kurz: TNb) spiegelt die Belastung des Wassers mit Stickstoffverbindungen wider. Stickstoff kann in Form von Ammoniak, Ammoniumsalzen, Nitriten, Nitraten und organischen Stickstoffverbindungen vorkommen.

Im Gegensatz zu den Einzelbestimmungen der genannten Komponenten erfasst die TNb-Messung alle Komponenten in einem Analysegang.

Erfahren Sie mehr über die Online TNb-Messung.

Der Gesamtphosphor (TP) ist ein Summenparameter, der organische und anorganische Phosphorverbindungen im Wasser widerspiegelt. Phosphor ist essentieller Nährstoff für Mensch und Natur, jedoch kann die Substanz je nach Konzentration zu schwerwiegenden Schäden führen.

Erfahren Sie mehr über die Online TP-Messung.

TN TP Analysatoren der LAR Process Analysers AG