Das Projekt "Teilprojekt 3: Rückgewinnung von Phosphor aus der wässrigen Phase - Erhöhung der P-Konzentration in der Wasserphase und MAP-Fällung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz Universität Hannover, Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik durchgeführt. Ziel der Teilstudie A Teilprojekt ISAH ist es, die Verfahren zur P-Rückgewinnung aus der wässrigen Phase zu optimieren. Aufgabe des ISAH ist es hierbei, das Rücklöseverhalten von Phosphor sowie die Prozesskinetik der Interaktion von Phosphat mit verschiedenen Substraten in wässrigem Milieu im Detail zu untersuchen. Unterteilung des Arbeitsplans: 1. Erhöhung der Rücklöseraten in Anlagen mit vermehrter biologischer P-Elimination. 2. Erhöhung der P-Konzentration im Schlammwasser durch verschiedene Desintegrationsverfahren. 3. Optimierung der MAP-Fällung. 4. Erprobung der Ca-Kristallisation im Pilotmaßstab. 5. Auswahl des am besten geeigneten Einsatzortes und Verfahrens. Für die untersuchten Technologien sind vielfältige Einsatzmöglichkeiten auf kommunalen und industriellen Kläranlagen gegeben. Die Ergebnisse des Forschungsprojektes werden für Betreiber und Ausrüster eine Datenbasis liefern, mithilfe derer die Bewertung der verschiedenen Verfahren zur P-Rückgewinnung im Hinblick auf Praktikabilität und Wirtschaftlichkeit abschließend möglich ist. Über den Stand der Erkenntnisse wird die Fachöffentlichkeit durch Teilnahme in Fachgruppen der ATV und Vorträge regelmäßig informiert.
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von LAR Process Analysers AG durchgeführt. Hauptziel ist die Entwicklung einer Abwasserweiche (AbWW) zur gezielten Ansteuerung einer anaeroben (Vor-)Behandlung für organisch hochkonzentrierte Abwässer aus Industrie und Kommune. Durch Kappung der Belastungsspitzen kann zum einen die Belastung der Belebungsstufe reduziert werden, was zur Reduzierung des Energiebedarfs und zu geringerem Schlammanfall führt. Über ein computergestütztes Verfahren zur Ansteuerung der AbWW soll einerseits die organische Zulauffracht optimal ausgenutzt werden, andererseits ist zur Gewährleistung einer Denitrifikation und ggf. der biologischen P-Elimination in der Belebungsstufe ein ausreichendes C/N-Verhältnis einzustellen. Zur Regelung der AbWW sollen verschiedene Parameter (TOC, TNb sowie als Hilfs- oder Ersatzgrößen Redoxpotential, Leitfähigkeit, Temperatur, pH, Stickstoff-Parameter, Trübung) untersucht werden, um zu bestimmen, welche einzeln oder in Kombination eingesetzt werden können.
Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von AKUT Umweltschutz Ingenieure Burkard und Partner durchgeführt. Hauptziel ist die Entwicklung einer Abwasserweiche (AbWW) zur gezielten Ansteuerung einer anaeroben (Vor-)Behandlung für organisch hochkonzentrierte Abwässer aus Industrie und Kommune. Durch Kappung der Belastungsspitzen kann zum einen die Belastung der Belebungsstufe reduziert werden, was zur Reduzierung des Energiebedarfs und zu geringerem Schlammanfall führt. Über ein computergestütztes Verfahren zur Ansteuerung der AbWW soll einerseits die organische Zulauffracht optimal ausgenutzt werden, andererseits ist zur Gewährleistung einer Denitrifikation und ggf. der biologischen P-Elimination in der Belebungsstufe ein ausreichendes C/N-Verhältnis einzustellen. Zur Regelung der AbWW sollen verschiedene Parameter (TOC, TN sowie als Hilfs- oder Ersatzgrößen Redoxpotential, Leitfähigkeit, Temperatur, pH, Stickstoff-Parameter, Trübung) untersucht werden, um zu bestimmen, welche einzeln oder in Kombination eingesetzt werden können.
Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Bauingenieurwesen, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Hauptziel ist die Entwicklung einer Abwasserweiche (AbWW) zur gezielten Ansteuerung einer anaeroben (Vor-)Behandlung für organisch hochkonzentrierte Abwässer aus Industrie und Kommune. Durch Kappung der Belastungsspitzen kann zum einen die Belastung der Belebungsstufe reduziert werden, was zur Reduzierung des Energiebedarfs und zu geringerem Schlammanfall führt. Über ein computergestütztes Verfahren zur Ansteuerung der AbWW soll einerseits die organische Zulauffracht optimal ausgenutzt werden, andererseits ist zur Gewährleistung einer Denitrifikation und ggf. der biologischen P-Elimination in der Belebungsstufe ein ausreichendes C/N-Verhältnis einzustellen. Zur Regelung der AbWW sollen verschiedene Parameter (TOC, TNb sowie als Hilfs- oder Ersatzgrößen Redoxpotential, Leitfähigkeit, Temperatur, pH, Stickstoff-Parameter, Trübung) untersucht werden, um zu bestimmen, welche einzeln oder in Kombination eingesetzt werden können.
Das Projekt "Verfahren zur biologischen Verwertung von Co-Substraten bei der Abwasser- und Schlammbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von ESA Patentverwertungsagentur Sachsen-Anhalt GmbH durchgeführt. Technologieangebot: Für die Patentanmeldung 'Verfahren zur biologischen Verwertung von Co-Substraten bei der Abwasser- und Schlammbehandlung' sucht die ESA Patentverwertungsagentur Sachsen-Anhalt GmbH einen Kooperationspartner, Lizenznehmer oder Käufer. Angesprochen sind insbesondere Projektanten, Lieferer und Betreiber von Klärwerken. Gegenstand der Erfindung. Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur komplexen Verwertung von Co-Substraten auf Kläranlagen. Nach einer entsprechenden Vorbehandlung hauptsächlich pflanzlicher Substrate, die als Co-Substrate verwendet werden, erfolgt die Nutzung einerseits bei der biologischen Abwasserbehandlung und andererseits bei der Schlammfaulung. Es gibt vielfältige Vorschläge, auf den Schlammfaulprozess einzuwirken. Im Wesentlichen geschieht dies mit der Zielstellung, einen gut ausgefaulten, leicht entwässerbaren Schlamm zu erhalten und die Biogasausbeute zu verbessern. Es ist bekannt, bestimmte organische Stoffe unter bestimmten Gegebenheiten in bestimmten technologischen Prozessschritten zuzuführen, so zur Beeinflussung der biologischen Phosphor- und Stickstoffelimination bei der Abwasserreinigung und die Zugabe organischer Abfälle bei der Schlammbehandlung. Den aufgezeigten Lösungen liegt bisher keine komplexe Betrachtungsweise des Prozess-ablaufs in einer Kläranlage zugrunde. Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, bei dem unter komplexer Verwendung von Co-Substraten auf die biologische Abwasserreinigung und die Schlammbehandlung (anaerobe Faulung) Einfluss genommen wird, womit die beiden Prozesse weiter stabilisiert bzw. intensiviert werden. Zu erzielen sind dabei gleichbleibend gute Ergebnisse bei der biologischen Abwasserreinigung und eine hohe Ausbeute an Biogas bei der Schlammfaulung. Dazu werden pflanzliche Co-Substrate in silierter Form zunächst mechanisch zerkleinert und einem Mischbehälter zugeführt. Diesem Behälter wird auch der Primärschlammm aus der Vorklärung zugesetzt. Beide Komponenten werden gemischt und das Gemisch wird vorversäuert. Die Vorversäuerung erfolgt bei einer Temperatur von 1 C bis 40 C, vorzugsweise bei 15 C bis 20 C und bei einer Verweilzeit von vorzugsweise einer Stunde bis vier Tagen. Als zweckmäßig kann sich erweisen, einen Teil des Sekundärschlammes aus der Nachklärung dem Gemisch zuzuführen. Die in der Trennstufe befindliche Feststoffphase wird direkt in den Faulbehälter geleitet und bewirkt eine signifikante Steigerung der Biogasausbeute. Die Flüssigphase kann anteilig, die individuellen betrieblichen Erfordernisse der Abwasserreinigung berücksichtigend, der Kläranlage zur Optimierung der biologischen Phosphorelimination bzw. zur Verbesserung der Denitrifikation zugeführt werden. Der Antrag auf Erteilung eines deutschen Patents ist gestellt (DE 10 2005 014 371 A1).
Das Projekt "Biologische P-Elimination - Teilvorhaben 2: Untersuchungen ueber den Einfluss des biologischen und chemischen Belebtschlammes auf die weitergehende P-Entfernung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Dresden, Institut für Hydrobiologie durchgeführt. Es sollen die bisher wenig bekannten Proportionen zwischen biologischen und chemischen Prozessen der P-Elimination in Klaeranlagen erfasst werden. Im Labormassstab ist der Einfluss einer systematisch erhoehten Konzentration der massgebenden Kationen zu untersuchen. Neben der spezifischen Leistung des Belebtschlammes (P-Speicherung und P-Rueckloesung) ist dessen biologische und chemische Struktur (u.a. Gehalt an Fe, Ca, Mg, Al, K) zu analysieren, damit auch biologische Prozesse, welche die chemische P-Bindung beeinflussen (Eisenatmung, Calcitfaellung) mit erkannt werden koennen. Umgekehrt soll geklaert werden, inwieweit die biologische P-Elimination durch erhoehte Faellmittelzugaben beeintraechtigt wird. In die Zustandserfassung und -Bewertung des Belebtschlammes sind die Berliner Klaeranlagen einzubeziehen. Im Ergebnis sollen vereinfachte Methoden fuer die Prozesskontrolle und prinzipielle Moeglichkeiten fuer die Erhoehung der Leistung vorgeschlagen werden.
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 "Bestimmung von Parametern zur Beschreibung von biologischen Prozessen in Anlagen zur biologischen N- und P-Elimination" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik durchgeführt. Zur Beschreibung der biologischen Stickstoff- und Phosphorentfernung in einer Klaeranlage mit Hilfe eines kinetischen Modelles (NDBEPR-Modell, Wentzel et al., 1991) ist die Charakterisierung des Abwassers und die Eingabe von stoechiometrischen und kinetischen Koeffizienten von entscheidender Bedeutung. In der vorliegenden Arbeit wurden verschiedene biologische Methoden zur Bestimmung des I.a.CSB's eines Abwassers ausfuehrlich miteinander verglichen. Der bisher haeufig gefundene grosse Unterschied der Ergebnisse zwischen aerobe und anoxische Batch-Versuche konnte mit Hilfe einer Optimierung und einem Korrekturterm deutlich verkleinert werden. Nach den Erfahrungen der vorliegenden Arbeit wird empfohlen, den aeroben Batch-Versuch zur Ermittlung der Konzentration I.a.CSB vorzuziehen. Die stoechiometrischen und kinetischen Koeffizienten der Poly-P-Organismen, die mit angereicherten Poly-P-Organismen-Kulturen bestimmt worden waren, wurden von Wentzel et al. (1991) in das NDBEPR-Modell uebernommen. Auffaellig dabei war der sehr niedrige Zerfallskoeffizient (0,04 1/d) der Poly-P-Organismen und der sehr hohe Wert der P-Fraktion in der aktiven Biomasse der Poly-P-Organismen (0,38 mg P/mg oTS). Diese Koeffizienten wurden anhand einer Schlammfraktionisierung einer Mischbiozoenose nach Wentzel et al. (1990) ueberprueft. Dabei wurden die Messdaten einer kontinuierlichen Versuchsanlage benutzt, bei der der Anteil der Acetat-CSB's des Zulaufes stufenweise erhoeht wurde. Bei der Schlammfraktionierung zeigte sich, dass der Zerfallskoeffizient der Poly-P-Organismen dem der non-Poly-P-Organismen (0,24 1/d) wesentlich naeher liegt, als von Wentzel et al. (1988) angenommen und unter Umstaenden mit diesem identisch ist. Bei der Ermittlung des Phosphorgehaltes der Poly-P-Organismen stellte sich heraus, dass diese Fraktion keine feste Groesse ist (wie von Wentzel et al., 1990 angenommen), sondern abhaengig ist von der Substratqualitaet des Zulaufes. Fuer einen belebten Schlamm, der nicht adaptiert ist an hohe Konzentrationen Acetat im Zulauf der Anlage, betrug der Phosphoranteil der Poly-P-Organismen 0,20 mg P/mg aTS. Als letztes konnte anhand der Ergebnisse von Batch-Versuchen (Umsatzgeschwindigkeiten) eine Populationsverschiebung von Nitrifikanten und Denitrifikanten bei einer Erhoehung der Acetat Konzentration im Zulauf einer kontinuierlichen Versuchsanlage festgestellt werden.
Das Projekt "Anwendung des Sequencing Batch Reactor (SBR)-Verfahren zur Faekalschlammbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Gewässerreinigungstechnik durchgeführt. Auch in Zukunft werden in der Bundesrepublik Deutschland ca. 10 Prozent der Bevoelkerung nicht an oeffentliche Kanalisation angeschlossen sein, sondern ueber Haus-Klaeranlagen entsorgt werden. In Gebieten, wo die anfallenden Faekalschlaemme aus den Hausklaergruben nicht in kommunalen Klaeranlagen mitbehandelt werden koennen, sind kompakte, betriebssichere und wartungsarme Anlagen zur Faekalschlammbeseitigung erforderlich. Das Projekt zielt darauf ab, eine Behandlungsanlage fuer Faekalschlaemme zu konzipieren, ihre Wirksamkeit zu demonstrieren und sie betrieblich zu optimieren. Das Konzept umfasst die Feststoffabtrennung mit Hilfe einer Zentrifuge und die biologische Behandlung des Zentrates mit dem Sequencing Batch Reactor-Verfahren (SBR). Hierbei werden neben dem Abbau der Kohlenstoffverbindungen auch eine vollstaendige Nitrifikation/Denitrifikation und biologische Phosphorelimination angestrebt. Fuer diese Aufgaben wird eine geeignete Bauform des SBR-Reaktors entwickelt und die Betriebsweise optimiert. Zur Beschreibung des Prozesses wird ein mathematisches Modell entwickelt. Alternative Betriebsstrategien werden im Labormassstab erprobt; mit einer halbtechnischen Anlage werden Ergebnisse verifiziert und die Prozessstabilitaet untersucht.
Das Projekt "Einfluss der Kulturbedingungen auf Bildung und Struktur der Polyphosphate in 'Acinetobacter sp.'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Unter gewissen Bedingungen sind Mikroorganismen in der Lage - ueber das stoffwechselnotwendige Mass hinaus - vermehrt Phosphat aufzunehmen und in Form von Polyphosphaten in ihren Zellen einzuspeichern. Es konnte nachgewiesen werden, dass auch bei der erhoehten biologischen Phosphorelimation aus Abwasser diesem Phaenomen eine grosse Rolle zukommt. Uebereinstimmend wird heute der Bakterienart 'Acinetobacter sp' der groesste Anteil an der biologischen Phosphatelimination zugeschrieben. Ein Problem bei der Anwendung dieses Verfahrens liegt jedoch in starken, nicht erklaerbaren Schwankungen durch unzureichende Prozessstabilitaet. Welche Faktoren in diesen Faellen die Polyphosphat-Speicherung in den polyphosphatspeichernden Mikroorganismen der Abwasserreinigung negativ beeinflussen, ist bis heute erst ansatzweise geklaert. In diesem Projekt wird an Reinkulturen von 'Acinetobacter sp' der Einfluss der Kulturbedingungen - unter besonderer Beruecksichtigung des Kationenangebotes und der eingesetzten Kohlenstoffquellen - auf die Polyphosphat-Speicherung untersucht. Die entstandenen Polyphosphate werden mittels biochemischer und chemischer Methoden aus den Bakterien isoliert und elektrophoretisch aufgetrennt. Zur Ermittlung des Phosphatgehalts der Bakterien wird - nach elektrophoretischer Gewinnung definierter Polyphosphat- Standardsubstanzen - eine spezifische photometrische Bestimmungsmethode entwickelt.