Optimieren
Verfahrenstechnische Optimierung vor Erweiterung eines Klärwerks
Vor einer Erweiterung der Abwasserreinigung und Schlammbehandlung werden zielgerichtete praxisbewährte Untersuchungen oder die Bestandsaufnahme für eine betriebliche Optimierung der vorhandenen Verfahrenstechnik unter besonderer Berücksichtigung der Schwebstoff-, Stickstoff- und Phosphorelimination und von internen Rückbelastungen aus der Schlammbehandlung durchgeführt. Das bezieht sich insbesondere auch auf die Maßnahmen für einen stabilen Betrieb der Nitrifikation und Denitrifikation, einer weitergehenden biologischen Phosphor-Elimination zur Verminderung der umweltrelevanten Hilfsmitteldosierungen und der gesamten Klärschlammbehandlung. Hierdurch werden zunächst die Leistungsreserven aufgrund der Bemessung nach DWA-Regelwerk ausgenutzt und bei einer dann notwendigen Erweiterung eines Klärwerks neben Investitionskosten insbesondere auch Betriebskosten minimiert.Beispielsweise haben wir für verschiedene Groß-Klärwerke größer 100.000 EW (z.B. Goch / Niersverband (NV), Geldern (NV), Solingen-Burg / Wupperverband, Paderborn, Gütersloh-AV Obere Lutter) zur Entlastung der Belebungsstufe Realisierungskonzepte, die komplette Ingenieurplanung oder Betreuung von großtechnischen Betriebsversuchen zur Filtratwasser-Behandlung aus einer Faulschlammentwässerung in Belebungsanlagen und SBR-Anlagen bearbeitet und die erforderlichen Maßnahmen erfolgreich realisiert.
Hierbei wird im Rahmen der betriebspraktischen Untersuchungen eine ganzheitliche Beurteilung der Abwasserreinigung und der Klärschlammbehandlung unter Berücksichtigung der Abwassermengen und -belastungen, der Industrieeinleitungen und der Möglichkeiten einer gezielten Vorreinigung, der Vorflutersituation und der Klärschlammbehandlung und -entsorgung vorgenommen. Hieraus leiten sich in der Regel Maßnahmen zur Betriebsoptimierung der vorhandenen Verfahrenstechnik ab, die unter Berücksichtigung der von uns durchgeführten detaillierten Verfahrensbemessung und der Betriebswirtschaftlichkeit realisiert werden. Nach dieser weitgehenden betrieblichen Optimierung ist eine gegebenenfalls notwendige bedarfsorientierte Erweiterung der Abwasserreinigung oder Klärschlammbehandlung zur Sicherstellung der aktuellen Reinigungsanforderungen gewährleistet. Bei sämtlichen Maßnahmen steht die Gesamtwirtschaftlichkeit im Vordergrund unserer Bemühungen und Optimierungen.
- Nach den hier vorliegenden Erfahrungen hat sich nachfolgende Vorgehensweise in der Praxis bewährt.
- Sichtung der Kläranlage unter besonderer Berücksichtigung der ganzheitlichen Einflüsse auf die Abwasserreinigung und Klärschlammbehandlung.
- Zielgerichtete Auswertung der Leistungsfähigkeit der Abwasserreinigung und Schlammbehandlung aus den Betriebstagebüchern, unter besonderer Berücksichtigung der möglichen Einflüsse aus Industrieeinleitungen.
- Untersuchungen der Abwasser- und Klärschlamm-Eigenschaften im Prozessverlauf der Abwasserreinigung und Schlammbehandlung sowie deren Veränderungen aufgrund von Industrieeinleitungen. Hierbei wird auch eine Abschätzung der Eiweiß- und Fett-Abbauleistung in den einzelnen Stufen der Abwasserreinigung (Belebungsbecken) und Klärschlammbehandlung (z.B. Faulung) und deren Auswirkungen auf die Schlammeigenschaften vorgenommen.
- Erarbeitung des verfahrenstechnischen Konzepts zur Optimierung der Abwasserreinigung und Klärschlammbehandlung unter besonderer Berücksichtigung der Gesamtwirtschaftlichkeit.
Praxisbewährte Betriebsoptimierung von Eindick- oder Entwässerungsmaschinen oder bei Nichterreichen von Garantiewerten im Rahmen von Ausschreibungen
Zur Betriebsoptimierung von bestehenden Eindick- und Entwässerungsanlagen hat sich nach den hier im Ingenieurbüro Dr. Denkert vorliegenden über 25-jährigen Erfahrungen nachfolgende Vorgehensweise in der Praxis bewährt.
- Detaillierte Sichtung und Bewertung der Planungs- und Ausführungsunterlagen neue Eindick- und Entwässerungsanlage mit Polymer-Aufbereitung.
- Nachrechnung oder Bemessung der Eindick- und Entwässerungs-Maschine nach hier vorliegenden scale-up Faktoren und der Flockungsmittel-Aufbereitungs-Anlage.
- Aufgabenbezogene zielgerichtete Sichtung und tabellarische Auswertung der Betriebstagebücher und Analysen der Eigenüberwachung zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Eindick- und Entwässerungsanlage.
- Detaillierte mehrtägige Sichtung der Gesamtanlage vor Ort und Bewertung der bestehenden Anlage zur Klärschlammentwässerung unter besonderer Berücksichtigung der verfahrenstechnischen Einflussfaktoren auf die Leistungsfähigkeit mit Bewertung der leistungsrelevanten Maschinenparameter. In diesem Zusammenhang erfolgt insbesondere auch die Erfassung der vorhandenen Maschinentechnik, eine Besprechung zur Betriebsweise und Leistung der Schlammentwässerung und die detaillierte Sichtung der aktuellen Betriebsprobleme. Die Ergebnisse werden tabellarisch ausgewertet und bewertet.
- Im Rahmen dieser Bestandserfassung erfolgt der Leistungsnachweis der Eindick- und Entwässerungsmaschinen sowie der Flockungsmittel-Aufbereitungsanlage und die Probenahme der Schlämme mit Zentrat/Filtrat und Austrag Maschine nach der hier entwickelten Untersuchungsmethodik.
- Betriebspraktische Untersuchungen der Abwasser-/Klärschlammeigenschaften im hiesigen Abwasser- und Schlammlabor IB Dr. Denkert. Von der Schlammprobe Zulauf Maschine werden über 20 verschiedene Kennwerte (einschließlich Eiweiß, Fett, EPS, Mikroskopie, SCD-Ladungsverteilungs-Messung, Zentrat-Rückbelastung, Fällungspotenzial z.B. MAP, CaCO3) im Abwasser- und Schlammlabor IB Dr. Denkert untersucht. Derzeit sind hier ca. 8.760 Datensätze von ca. 244 verschiedenen Klärwerken und Schlammarten (Stand 01.09.2016) ausgewertet. Sämtliche Kennwerte sind auch im DWA Merkblatt M 383 „Kennwerte der Klärschlammentwässerung“ (Oktober 2008) enthalten und ausführlich beschrieben.
- Bei besonderen Auffälligkeiten werden die Klärschlamm-Eigenschaften im Prozessverlauf der Abwasserreinigung und Klärschlammbehandlung zur Bewertung der Einflüsse auf die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit der Entwässerungsmaschine untersucht.
- Erarbeitung des verfahrenstechnischen Konzepts zur Optimierung der Entwässerungsanlage sowie Überwachung der Realisierung mit Leistungskontrolle.
- Erarbeitung eines Betriebs-Handbuchs zur Bewertung der verschiedenen Maschineneinstellungen und Einflussfaktoren auf die Leistung, sowie deren Optimierung mit zielgerichteten Hinweisen für einen optimalen Betrieb der Maschinen und der Flockungsmittel-Aufbereitungsanlage.
Diese Vorgehensweise hat sich auch bewährt, wenn Garantiewerte im Rahmen von Ausschreibungen neuer Maschinen und Gesamtanlagen nicht erreicht werden.
Mit Hilfe der betriebspraktischen Untersuchungen der Schlammeigenschaften werden aufgrund des hier vorhandenen sehr großen ausgewerteten Datenmaterials der verschiedenen Schlammarten und maschinellen Verfahren in Abhängigkeit der variablen Maschinenparameter für sämtliche verschiedene Eindick- und Entwässerungsmaschinen gesicherte Vorhersagen für nachfolgende leistungsrelevante Kenngrößen erstellt:
- Austrags-Feststoffgehalt,
- Flockungsmittel-Verbrauch,
- Abscheidegrad,
- Durchsatzleistung mit scale-up Faktoren (Maschinengeometrie aller Hersteller + Schlammeigenschaften).
Nach den hier vorliegenden über 25-jährigen Erfahrungen werden bei optimaler Verfahrenstechnik im Umfeld der Entwässerungs-Maschine (z.B. Pumpen-Art und –Größe, FHM-Aufbereitung) und optimaler Maschineneinstellung (z.B. Durchsatzmenge Schlamm, Dosiermenge, Einmischenergie und Lösungskonzentration Flockungsmittel) der Austrags-Feststoffgehalt im Bereich von +/- 1 % TR prognostiziert. Unter diesen Voraussetzungen und unter Berücksichtigung des erforderlichen Abscheidegrades von größer 98 % wird der Flockungsmittel-Verbrauch im Bereich von +/- 1 kgWS/MgTM prognostiziert. Diese Genauigkeit wird erreicht, wenn die gesamte Verfahrenstechnik der Abwasserreinigung und Schlammbehandlung sowie die Rohabwasserbeschaffenheit und deren industrielle Beeinflussung gesichtet und bewertet ist und die leistungsrelevanten Kenngrößen in die hier entwickelte Bewertungsmatrix der Einflussfaktoren auf die Schlammentwässerungseigenschaften eingeht. Darüber hinaus gelten die o. g. Angaben nur innerhalb einer hier festgelegten Bandbreite der Schlammkennwerte.
Aus den Ergebnissen der Untersuchungen lässt sich mit den hier vorliegenden Erfahrungen auch eingrenzen, ob eine geringe Leistungsfähigkeit der Entwässerungsmaschine in den Schlammeigenschaften oder im verfahrenstechnischen/ maschinentechnischen Umfeld der Maschine begründet ist. Daraus wird dann ein Optimierungspotenzial abgeleitet.
Vergleichbare Untersuchungen zur Zentrifugen-Betriebsoptimierung haben wir aktuell z.B. auch für die Fa. Currenta / Kläranlage Leverkusen-Bürrig (Fa. Bayer) und Fa. SUEZ / Kläranlage Schkopau bearbeitet.
Das Ziel aller Optimierungsbemühungen im Bereich der Klärschlammentwässerung ist eine schlamm- und maschinenabhängige maximale Austragsfeststoffkonzentration. Für die maximale Dickstoff-Austragsfeststoffkonzentration wird nach hier vorliegenden Erfahrungen der Betrieb von Entwässerungsmaschinen bei guten Schlammentwässerungseigenschaften mit maximal 70% der Nennleistung Durchsatzfeststofffracht bzw. Durchsatzmenge des Herstellers empfohlen, da sich hierdurch auch die Aufenthaltszeit in der Maschine entsprechend verlängert. Bei einer Schneckenpresse muss die Durchsatz-Fracht/-Menge auf ca. 50 % vermindert werden. Bei schlechteren Schlammentwässerungseigenschaften muss die Durchsatzleistung in Abhängigkeit der Schlammeigenschaften in Hinblick auf eine maximale Entwässerung weiter vermindert werden.
Für sämtliche Entwässerungsmaschinen-Systeme sind unter Berücksichtigung der Betriebszeit, der vorhandenen Feststofffracht und Schlammmenge verschiedene Kenngrößen und scale-up-Faktoren zur Bewertung und Bemessung von Maschinengrößen bekannt, siehe auch DWA M-366 „Maschinelle Schlammentwässerung“, Februar 2013.
Die Bemessung der erforderlichen Maschinengröße von Zentrifugen erfolgt mit Daten der Trommeldrehzahl (Schleuderziffer) und der Maschinengeometrie der verschiedenen Hersteller auf Basis der fachtechnisch bekannten scale-up Berechnung über das g-volume. Im Ingenieurbüro Dr. Denkert werden zusätzlich die Schlammeigenschaften und deren Einfluss auf die Leistung der Maschinen bewertet. Die Bewertung und der Vergleich der Maschinengröße für verschiedene Zentrifugen-Hersteller erfolgt damit bei unterschiedlichen geometrischen Abmessungen nach dem äquivalenten Klärvolumen (Fachausdruck g-volume). Die Berechnungen beziehen sich auf den zylindrischen Trommelteil der Zentrifuge unter Berücksichtigung der im Betrieb dauerhaft zu verwendenden Trommeldrehzahl und der daraus berechneten Schleuderziffer als Vielfaches der Erdbeschleunigung, die als Kraft auf das Schlammteilchen wirkt. Das maximale und das schlammspezifische Betriebs-Schneckendrehmoment müssen auch unter besonderer Berücksichtigung der Schlammeigenschaften und deren Scherstabilität bei der Flockungsmitteldosierung besonders beachtet werden, wobei hier auch der Schneckenantrieb (Hydraulik- oder Elektro-Antrieb) zu bewerten sind.
Nach hier vorliegenden Erfahrungen ergibt die Berechnung über das äquivalente Klärvolumen/ g-volume eine sichere Übertragbarkeit der Ergebnisse zwischen einer optimal betriebenen Vergleichsmaschine und der jeweiligen zu bewertenden Zentrifuge und kann damit ideal für eine Betriebsoptimierung oder für die Bemessung von neuen Zentrifugen verwendet werden.
Nachfolgend ist ein Beispiel für die Optimierung einer Entwässerungs-Zentrifuge auf einem Großklärwerk (ca. 100.000 EW) dargestellt. Hier haben wir nach Erfassung der Schlammkennwerte und der gesamten Verfahrenstechnik Entwässerungsanlage eine Optimierung der Anlagentechnik und der Betriebsweise der Entwässerungsmaschine durchgeführt. Der Austrags-Feststoffgehalt wurde nach intensiver Betreuung gemäß nachfolgender Grafik deutlich erhöht, bei gleichzeitiger Verminderung des spez. FM-Verbrauchs und Erhöhung der Zulauf-Fracht.
In Abhängigkeit der Schlammeigenschaften sind zusätzlich bei Bandfilterpressen und Kammer-/Membranfilterpressen unter Berücksichtigung von möglichen Fällungsreaktionen und der Polymer-Konditionierung die Filtertuchqualitäten von besonderer Bedeutung für eine Betriebsoptimierung und die maximale Austragsfeststoffkonzentration.
Nachfolgend sind zwei Beispiele für Kammerfilterpressen mit Polymer-Konditionierung in einem Großklärwerk in Baden-Würtemberg (ca. 600.000 EW) und in einer weiteren Kläranlage (ca. 250.000 EW) dargestellt. Hier haben wir nach Erfassung der Schlammkennwerte und der gesamten Verfahrenstechnik Entwässerungsanlage eine Optimierung der Anlagentechnik und der Betriebsweise der Entwässerungsmaschine durchgeführt. Der Austrags-Feststoffgehalt wurde nach intensiver Betreuung gemäß nachfolgender Grafik deutlich erhöht, bei gleichzeitiger Verminderung des spez. Flockungsmittel-Verbrauchs und Erhöhung der Zulauf-Fracht. Es kam jeweils zu einer signifikanten Verminderung der Betriebskosten für die Klärschlamm-Entwässerung und –Entsorgung. Im Zweiten Beispiel wird die Kammerfilterpresse durch Zentrifugen ersetzt.
Praxisbewährte Vorgehensweise zum Leistungsnachweis einer Flockungsmittel-Anlage
Neben der Maschinentechnik und den Schlammeigenschaften wird die Leistungsfähigkeit und Wirtschaftlichkeit der Eindick- und Entwässerungsmaschinen im entscheidenden Maße auch von den polymeren Flockungsmitteln (pFM) und deren optimaler Aufbereitung unter Berücksichtigung der Ansatzwassser-Qualitäten bestimmt.
In zahlreichen aktuell hier bearbeiteten Projekten wird nachgewiesen, dass bei einer nicht optimierten Flockungsmittel-Aufbereitungsanlage bis zu 30 % der Polymer-Handelsware nicht vollständig aufbereitet und damit im Schlamm nicht wirksam ist. Hierdurch kommt es zu einem entsprechenden Mehrverbrauch an Flockungsmitteln mit negativen Auswirkungen auf die gesamte Klärschlammschlammentwässerung und insbesondere deutlich erhöhten Betriebskosten.
Nach der hier entwickelten Untersuchungsmethodik zum Leistungsnachweis einer Flockungsmittel-Aufbereitungsanlage werden verschiedene Untersuchungen vor Ort und im hiesigen Abwasser- und Schlammlabor zur Bewertung durchgeführt. Hierzu können auch verschiedene Ansatzwasserarten, wie z.B. Trinkwasser, Brunnenwasser oder Brauchwasser Ablauf Nachklärung/Schönungsteich untersucht und bewertet werden. Im Vergleich zur Differenz-Messung des vor Ort aufbereiteten Produktes wird damit beurteilt, ob das pFM-Produkt wie vorgesehen aufbereitet wird, oder ob z.B. die Durchmischung oder die Reifezeit der FM-Anlage für eine optimale Aufbereitung nicht ausreichend sind. Darüber hinaus werden die verschiedenen Ansatzwasser-Arten in Bezug auf die Ladungsfreisetzung des Polymerproduktes und damit auf die Wirtschaftlichkeit bewertet. Die entsprechenden Auswirkungen der pFM-Aufbereitung auf die Leistungsfähigkeit einer Entwässerungsmaschine werden mit Hilfe der Untersuchungen der Schlammkennwerte und der Prognose des zu erwartenden Austragsfeststoffgehalt und spez. pFM-Verbrauch der Entwässerungswässerungsmaschine nachgewiesen.
Diese vom IB Dr. Denkert entwickelte Untersuchungsmethodik ist auch in dem DWA-Merkblatt M 350 „Aufbereitung von synthetischen polymeren Flockungsmitteln zur Klärschlammkonditionierung“ (August 2014) enthalten.
Praxisbewährte Vorgehensweise zur Verminderung von Fadenorganismen
Aufgrund der hier vorliegenden Erfahrungen von zahlreichen Klärwerken mit sehr starker Entwicklung von Fadenbakterien innerhalb der Abwasserreinigung und Schlammbehandlung, wird festgestellt, dass die Ursachen in der Regel in den vorhandenen Abwassereinleitungen, der Verfahrenstechnik und der Betriebsweise der Belebungsstufe begründet sind. Im Extremfall kann diese massenhafte Fadenorganismen-Entwicklung innerhalb der Abwasserreinigung zum Schlammabtrieb der Biomasse und damit zu einem rechts- und abgaberelevanten Störfall führen. Innerhalb der Schlammbehandlung können die Fadenbakterien zu einer sehr starken Schaumentwicklung in der Faulungsstufe mit der Folge eines Überschäumens des Faulbehälters führen. Hierdurch kann es auch zu einer signifikanten Verminderung der Leistungsfähigkeit der anaeroben Stabilisierung und deren Folgewirkungen auf weitere Behandlungsschritte kommen .
Nach unserem Fachverständnis sind zunächst die Ursachen für die massenhafte Entwicklung von Fadenbakterien in besonderen Untersuchungen zum Nachweis der schlammspezifischen Einflussfaktoren und der Schlammeigenschaften zu bearbeiten, um dann entsprechende verfahrenstechnische Optimierungsmaßnahmen durchführen zu können. Hier ist jeder Einzelfall differenziert zu betrachten und muss in zielgerichteten betriebspraktischen Untersuchungen nachgewiesen werden.
Zur Vermeidung/Verminderung der massenhaften Entwicklung von Fadenbakterien mit der Folge der Blähschlammbildung und Schaumentwicklung in Belebungsbecken und Faulbehältern werden spezielle Untersuchungen mit verschiedenen Färbemethoden zum Nachweis des Fadentyps und weiterer Schlamminhaltsstoffe (z.B. Langkettige Fettsäuren LFS und Extrazelluläre polymere Substanzen - EPS) und deren Einfluss auf die Klärschlammeigenschaften durchgeführt. Dabei wird zur Bewertung von Betriebsproblemen aufgrund einer massenhaften Entwicklung von Fadenbakterien (z.B. Microthrix parvicella, nocardiaforme actinomyceten oder 021 N ) nachfolgende praxisbewährte Vorgehensweise bearbeitet.
- Mikroskopische Selektierung des dominanten Fadentyps und weiterer subdominanter Fäden,
- Weitergehende Analytik besonderer Abwasserinhaltsstoffe, z.B. mit Untersuchungen im GC-MS (Gaschromatographie Massenspektrometer, Analyse im Fremdlabor)
- Zielgerichte Auswertung der Einflussfaktoren Abwassermenge, Temperatur, Nährstoffverhältnis, Rohabwasserzusammensetzung, Raumbelastung, Schlammbelastung und Schlammalter, etc.
- Erarbeitung einer Optimierungs-Strategie individuell für jedes Klärwerk, um eine massenhafte und explosionsartige Vermehrung der Fadenbakterien zu vermeiden/vermindern,
- Erfolgskontrolle nach durchgeführten Optimierungsmaßnahmen.
Häufig ist eine Verfahrensumstellung mit optimierter Regelung der Belebungsstufe zielführend, so dass auf eine vermehrte Dosierung von besonderen Fällungsmitteln (z.B. Aluminium-Produkte) aus betriebstechnischen und insbesondere auch aus wirtschaftlichen Gründen verzichtet werden kann. Für diese zielgerichtete Projektbearbeitung liegen uns langjährige praxisbewährte Erfahrungen vor.
Die Grundlagen und mögliche Optimierungsmaßnahmen nach hier vorliegenden praxisbewährten Erfahrungen sind in dem Vortragsmanuskript erläutert und können bei Bedarf vorgelegt werden:
Denkert, R. „Betriebsprobleme bei der Schlammbehandlung - Fadenbakterien, Schaum und Schwimmschlamm - Praxisbeispiele zur Verminderung“, ATV-DVWK WasserWirtschaftsKurs L/4, 13.-15.Oktober 2004, Kassel
Häufig ist eine Verfahrensumstellung mit optimierter Regelung der Belebungsstufe zielführend, so dass auf eine vermehrte Dosierung von besonderen Fällungsmitteln (z.B. Aluminium-Produkte) aus betriebstechnischen und insbesondere auch aus wirtschaftlichen Gründen verzichtet werden kann. Für diese zielgerichtete Projektbearbeitung liegen uns langjährige praxisbewährte Erfahrungen vor.
Die Grundlagen und mögliche Optimierungsmaßnahmen nach hier vorliegenden praxisbewährten Erfahrungen sind in dem Vortragsmanuskript erläutert und können bei Bedarf vorgelegt werden:
Denkert, R. „Betriebsprobleme bei der Schlammbehandlung - Fadenbakterien, Schaum und Schwimmschlamm - Praxisbeispiele zur Verminderung“, ATV-DVWK WasserWirtschaftsKurs L/4, 13.-15.Oktober 2004, Kassel
Energieoptimierung mit Regelung der Belebungsstufen
Innerhalb der Abwasserreinigung können verschiedene online-Messungen zur betrieblichen und betriebswirtschaftlichen Optimierung von Belebungsstufen für sämtliche Klärwerksgrößen eingesetzt werden. Dabei ist in eine belastungsabhängige Regelung z.B. die Sauerstoffeintragsleistung, die Nitrifikations-/Denitrifikations-Dauer, die Rücklaufschlammenge, die Zugabe einer externen Kohlenstoffquelle oder die Bypassmenge Umgehung Vorklärbecken zur Kohlenstoffaufstockung einzubinden, mit nachfolgender möglicher Zielsetzungen für eine optimierte Regelung.
- Optimierung der Nitrifikation und Denitrifikation zur Stabilisierung und Verminderung der Stickstoff-Ablaufwerte, mit dem Ziel-Schwellenwert Nges < 5 mg/l zur Vermeidung der Abwasserabgabe in diesem Parameter,
- Verminderung der Energie-Betriebskosten für Belüftung und interner Schlamm-Kreisläufe,
- Verbesserung der Puffersysteme Säure- und Basenkapazität sowie des pH-Wertes,
- Verminderung der Betriebskosten für Fällmittel durch eine gezielte biologische P-Elimination,
- Signifikante Verbesserung der Schlammeigenschaften zur Vermeidung/Verminderung der massenhaften Entwicklung von Fadenbakterien (z.B. Microthrix parvicella),
- Verrechnung der Investitionskosten mit der Abwasserabgabe nach § 10 Abs. 3 AbwAG.
Bei optimaler Regelung der Belebungsstufe werden in der Regel die gesetzlichen Anforderungen der 5. Novelle der AbwV mit den geforderten N-Ablaufkonzentrationen und die Stickstoff-Eliminationsleistung größer 70 % betriebssicher erreicht. Da häufig hierbei eine über 20 %-ige Verminderung der ges.N Ablaufwerte erzielt wird, können bei bestehenden Klärwerken die Optimierungs-Maßnahmen nach § 10 Abs. 3 AbwAG mit der kompletten Abwasserabgabe der letzten drei Jahre rückverrechnet werden. Gleichzeitig wird in der Regel eine mindestens 20 % Verminderung der Betriebskosten für Belüftungsenergie, Pumpenergie und Phosphat-Fällmittel erreicht.
Sehr positive Erfahrungen liegen mit der hier mitentwickelten MIRAR Mischrampen-Regelung auf PC-Basis vor. Hierbei werden die Eingangswerte über einstellbare Rampenfunktionen in abgestufte Wirkungswerte umgerechnet. Neben den weiteren online-Messgrößen wird die wartungsarme und kostengünstige online REDOX-Potenzialmessung ausgewertet. Aufgrund der Mischrampenregelung ist es nicht notwendig, die Regelung von dem Erkennen des unteren Umkehrpunktes des REDOX-Messwertes abhängig zu machen. Nachfolgende Projekte mit Installation der Mischrampen-Regelung (MIRAR) sind erfolgreich realisiert worden:
KW | Goch | Niersverband | ca. 120.000 EW | Belebungsstufe und Faulschlamm Zentrat-Behandlung |
KW | Kevelaer | Niersverband | ca. 35.000 EW | Zwei BB im Parallelbetrieb |
KW | Pont | Niersverband | ca. 10.000 EW | Zwei BB im Reihenbetrieb mit Einbindung Flockungsmittel-Dosierung und Natronlauge zur Aufstockung Säurekapazität |
KW | Herdorf | AbwV Hellertal | ca. 35.000 EW | Drei BB im Parallelbetrieb |
KW | Gütersloh-OL | AbwV Obere Lutter | ca. 350.000 EW | Filtratbehandlung in SBR-Stufe |
KW | Geldern | Niersverband | ca. 120.000 EW | Belebungsstufe mit Zentrat-Behandlung im Trofkörper |
KW | Ferndorftal | Stadt Hilchenbach | ca. 30.000 EW | Belebungsstufe |
KW | Sonsbeck | Niersverband | ca. 10.000 EW | Belebungsstufe |
KW | Freudenberg | Stadt Freudenberg | ca. 20.000 EW | Belebungsstufe |
KW | Lindenberg | Stadt Freudenberg | ca. 5.000 EW | Belebungsstufe |
Darüber hinaus sind Voruntersuchungen auf verschiedenen Klärwerken, teilweise mit Einbindung einer Steuerung zur Kalkmilch-Dosierung, Zugabe einer externen Kohlenstoffquelle, Zugabe von Flockungshilfsmittel zur Verbesserung des Feststoffrückhaltes im Nachklärbecken und Umgehung/Bypassbetrieb einer Vorklärung zur Kohlenstoff-Aufstockung durchgeführt worden.
Auf dem Klärwerk Goch/Niersverband werden unter Einbeziehung einer Verbund-Regelungs-Strategie mit einer getrennten Faulschlamm-Zentrat-Behandlungsstufe ganzjährig Stickstoff-Ablaufwerte ges N kleiner 5 mg/l – in der Regel kleiner 2 mg/l - erreicht.
Nachfolgend sind Veröffentlichungen zur MIRAR-Mischrampenregelung zusammengestellt:
- Unveröffentlichter Umdruck IB Dr. Denkert: Zusammenfassung Betriebserfahrungen zur Stabilisierung der Stickstoffelimination und Vermeidung/Verminderung von Fadenbakterien unter besonderer Berücksichtigung der MIRAR-Mischrampenregelung zur Regelung von Belebungsbecken mit Redox-Potenzial Messungen
- Vortragsmanuskript Dr. Reichert - Niersverband Viersen + Dr. Denkert - IB Dr. Denkert: " Die Mischrampenregelung zur Betriebsoptimierung der Belebungsstufe auf dem Klärwerk Geldern des Niersverbandes"; DWA-Vortragsreihe Meß- und Regelungstechnik in Abwassertechnischen Anlagen, 20.-21.November 2007, Wuppertal
- Vortragsmanuskript mit Post Dr. Reichert - Niersverband Viersen + Dr. Denkert - IB Dr. Denkert: " Praktische Erfahrungen mit einer Redox-Regelung zur biologischen Zentratwasserbehandlung Klärwerk Goch / Niersverband", Gemeinschaftstagung ATV-DVWK/VDI/VDE „Mess- und Regelungstechnik in abwassertechnischen Anlagen“ 25./26. November 2003, Wuppertal
- P. Baumann, J. Hansen, J. Reichert , "Steuerung der Stickstoffelimination auf Grundlage des Redox-Potenzials“, Korrespondenz Abwasser KA Nr. 12, 2005 , Seite 1352 – 1358