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Für hochbelastete Abwässer entwickelt

Die perfekte Flocke für die Deponiesickerwasseraufbereitung
Für hochbelastete Abwässer entwickelt

Dass der Flocformer bei der Klärschlammentwässerung die Effizienz um bis zu 30 % steigern kann, hat die Praxis inzwischen gezeigt. Jetzt hat Aquen aqua-engineering auf Basis des Flockungssystems auch ein Verfahren für die effiziente Deponiesickerwasseraufbereitung realisiert. Die Demonstrationsanlage für das Verfahren wird seit 2007 sehr erfolgreich auf der Kreismülldeponie des Landkreises Osterode am Harz getestet. Im laufenden Betrieb hat sich ein großes Einsparpotenzial in der Betriebskosten, insbesondere in der Aktivkohlestufe, bestätigt.

Autor Dr.-Ing. Christian Schröder Geschäftsführer, Aquen aqua-engineering

Die Sickerwasseraufbereitung auf einer Mülldeponie stellt hohe Anforderungen an die Verfahrenstechnik. Das Deponiesickerwasser beinhaltet einen Cocktail unterschiedlichster Schadstoffe. Neben der Gruppe der biologisch abbaubaren Stickstoffe existiert eine hohe Anzahl von weiteren organischen und anorganischen Schadstoffgruppen, die nur zum Teil oder gar nicht biologisch abgebaut werden können. Diese Stoffe müssen durch kostenintensive chemisch-physikalische Behandlungsstufen aus dem Deponiesickerwasser entfernt werden. Das Konzept Desifloc (Deponiesickerwasserflockung) zur Deponiesickerwasserbehandlung beinhaltet ein patentiertes Verfahren, mit dem eine Abtrennung von Schadstoffen, im Vergleich zu konventionellen Verfahren, sehr viel effizienter möglich ist. Das Verfahren findet nach der biologischen Vorbehandlung seine Anwendung. Die biologisch nicht abbaubaren bzw. nicht abgebauten Schadstoffe werden durch einen speziellen Flockungsreaktor, den Flocformer, gezielt ausgeflockt, und können aus dem Abwasserstrom herausgefiltert werden.
Der Flocformer als Flockungsreaktor bildet das Herzstück der Anlage. Mit dem Einsatz des Flocformers kann die Verfahrensführung der Deponiesickerwasserbehandlung im Vergleich zur konventionellen Behandlung verfahrenstechnisch und ökonomisch schlüssiger durchgeführt werden. Für das Gesamtsystem liegt der Fokus hierbei darauf, alle Schadstoffe – bis auf die Stickstoffkomponenten, die weiterhin biologisch abgebaut werden sollen – kostengünstig aus dem Abwasser zu entfernen.
Entscheidung für das Desifloc-Verfahren
Bislang wurde auf der Kreismülldeponie des Landkreises Osterrode am Harz (Hattorf) das Sickerwasser durch eine biologische Vorreinigung und chemisch-physikalische Nachbehandlung (Koagulation, Separation, Aktivkohleadsorption) gereinigt. Der Schadstoff mit der höchsten Konzentration im Zulauf zur chemisch-physikalischen Behandlung ist der biologisch nicht abgebaute oder nicht abbaubare CSB. Dieser beträgt je nach Sickerwasserzusammensetzung zwischen 30 und 70 % des ursprünglichen CSB. Das relativ hoch belastete Wasser in Hattorf verursachte häufig Betriebsstörungen sowohl in der Biologie als auch in der nachgeschalteten Filtrationsstufe der Sickerwasserkläranlage. Daher war eine deutliche Verminderung des behandelbaren Volumenstroms erforderlich und in der Folge eine kostenintensive Entsorgung des anfallenden Sickerwassers. Mit chemisch-physikalischer Behandlung und Aktivkohlestufe musste das Deponiesickerwasser ökonomisch so behandelt werden, dass es die Direkteinleiter-Grenzwerte sicher unterschreitet.
Vor sieben Jahren wurde die Deponiesickerwasserkläranlage Hattorf grundlegend saniert. Neben der Ertüchtigung der Biologie wurde ein neuartiges Verfahren zur Fällung/Flockung von Deponiesickerwasser eingesetzt. Das Flockungssystem Flocformer in Verbindung mit einem einfachen Scheibeneindicker als Trennverfahren zur Reduzierung des CSB hat bewiesen, dass diese Kombination betriebswirtschaftlich sehr günstig und verfahrenstechnisch sicher ist. Der Flocformer dient der Ausprägung einer speziellen Flockenstruktur während des Flockungsvorganges. Dadurch ist es möglich, einen großen Anteil der Schadstoffe in den Flocken zu binden und somit mechanisch leichter separierbar zu machen.
Der Einsatz des Flocformers bedingt zwei Effekte, die die Betriebskosten senken:
  • Der eigentliche CSB-Trennprozess kann durch eine technisch einfache Schwerkraftfiltration erfolgen. Die CSB-Elimination muss nicht mehr in der vorgeschalteten Biologie erfolgen.
  • Die CSB-Trennleistung kann durch den Floc-former deutlich verbessert und die Aktivkohlestufe zu fast 90 % entlastet werden.
Nach dem Scheibeneindicker wurde ein Bandfilter vorgesehen, der mit einem sehr engmaschigen Filtermedium ausgestattet, mögliche verbliebene Schwebstoffe aus dem DSW-Abwasser entfernt. Nach der mechanischen Filtration der Sickerwasserschadstoffe schließt sich ein Aktivkohle-Adsorptionsverfahren an. Im Falle der vollständigen Adaption und Effizienz des eingesetzten flockungsinitiierten Trennverfahrens, reduziert sich die Funktion der Aktivkohlestufe für den Parameter CSB auf einen Polizeifilter.
Funktionsschema und Komponenten
Die zu installierende Anlagentechnik agglomeriert und flockt die Inhaltsstoffe des Prozesswassers aus und separiert danach die vorhandenen abfiltrierbaren Stoffe. Zunächst wird durch Eisenchlorid eine elektrische Destabilisierung des biologisch vorbehandelten Deponiesickerwassers durchgeführt. Durch die Destabilisierung erfolgt eine Fällung von organischen Stoffen, die zu einer CSB- und AOX-Reduzierung führt, es bilden sich Mikroflocken. Das Eisenchlorid bewirkt eine Absenkung des pH-Wertes, der als Regelgröße genutzt werden kann. Mithilfe von Flockungshilfsmitteln (synthetischen Polymeren) werden die gebildeten Mikroflocken zu stabilen Makroflocken geformt. Es bilden sich zwei Phasen aus, die fest- und schadstoffhaltige Flockenstruktur und die relativ klare Restflüssigkeit. Der zielgerichtete Aufbau der Flockenstruktur verbessert das nachfolgende Separationsverfahren deutlich. Die primäre CSB-Separation erfolgt mechanisch: Die stabilen Flockenstrukturen werden abgesiebt. Durch eine weitere, sehr feine Nachsiebung wird in einer sekundären Separation nochmals agglomerierter Feststoff aus der Klarphase abgetrennt. Dieser Filter hat vornehmlich eine Schutzfunktion für die nachfolgende Aktivkohle-Adsorbtion. Nach der mechanischen Trennung erfolgt die Neutralisation des behandelten Gemischs aus Deponiesickerwasser und Prozessabwasser MBA mit Lauge auf einen pH-Wert um 6,5. Dazu wird 50 %ige Natronlauge zugegeben.
Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
Die Tabelle gibt die spezifischen Behandlungskosten für die beiden betrachteten Verfahren (vorher – nachher) an. Der ursprüngliche Betrieb der Deponiesickerwasserkläranlage mit verringertem Volumenstrom verursachte in der Aktivkohlestufe kalkulatorische Kosten von ca. 4,00 €/m3. Wahrscheinlich war der tatsächliche Wert aber aufgrund der Verblockung der Aktivkohle höher. Die Erweiterung der Anlage durch eine angepasste Biologie und die chemisch-physikalische Desifloc-Stufe ermöglicht die ökonomische Behandlung der gesamten Zulaufmenge zur Deponiesickerwasserkläranlage. Die jährlichen Einsparungen im Vergleich zur reinen Aktivkohle-Adsorption sind beträchtlich. Desifloc ist skalierbar aufgebaut. Jedes Modul hat einen Grunddurchsatz für Deponiesickerwasser von 6 m3/h. Der Parallelbetrieb von mehreren Modulen ist problemlos möglich. Die Amortisationszeit für eine Anlage beträgt zwischen einem und zwei Jahren.
prozesstechnik-online.de/cav0514432
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