Das Projekt "Entwicklung und Erprobung eines Phosphortools für die Kläranlage der BASF AG, Ludwigshafen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Die BASF AG, Ludwigshafen betreibt seit 1974 für ihre am Standort ansässigen Betriebe und die umliegende Gemeinden Ludwigshafen, Frankenthal und Bobenheim-Roxheim eine Kläranlage zur biologischen Abwasserbehandlung. Mit einer Ausbaugröße von 6,2 Mio. EWBSB (ca. 15 Prozent kommunaler Anteil) ist diese Anlage eine der größten Kläranlagen Europas. Neben Anforderungen an den Abbau der Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen muss die BASF auch einen Überwachungswert für den Gesamtphosphorgehalt im Ablauf der Anlage einhalten. Ca. 30 bis 40 Prozent der gesamten der Anlage zufließenden Phosphorfracht stammt von einem saisonal arbeitenden Betrieb; hierdurch ergeben sich je 6-monatige Zeiten mit Phosphormangel bzw. Phosphorüberschuss im Zulauf der Anlage. Phosphormangel bedingt auf der Anlage eine Verschlechterung der Schlammabsetzeigenschaften, Phosphorüberschüsse können zu einer deutlichen Erhöhung der Konzentrationen im Ablauf der Anlage führen. Die BASF reagiert auf diesen Zustand, indem während Phosphormangelzeiten Phosphorsäure zur Aufstockung des Phosphoranteils, während der Überschusszeiten Eisensalze zur Fällung jeweils vor die biologische Stufe dosiert werden. Die Dosierung erfolgt derzeit anhand von Erfahrungswerten und wird über Laboruntersuchungen verifiziert. Um die jeweilige Dosiermenge - sowohl für die Phosphorsäuredosierung als auch die Dosierung von Eisensalzen - an den tatsächlichen Bedarf anzupassen, und damit sowohl eine sichere Einhalten des Grenzwertes als auch eine wirtschaftliche und stabile Fahrweise der Anlage zu ermöglichen, soll nun das im Laufe der Betriebsjahre erworbene Expertenwissen systematisch aufgearbeitet und zusammengefasst als neues 'Phosphortool in das vorhandene Entscheidungsunterstützende System (EUS) der Kläranlage integriert werden.
Das Projekt "Optimierung der Kupferelimination auf der Kläranlage der BASF AG, Ludwigshafen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Die Kläranlage der BASF AG gehört zu einer der größten Anlagen Deutschlands. Ein seit längerem bekanntes Problem stellt die Ablaufkonzentration des Schwermetalls Kupfer mit einem Grenzwert von 100 my g/l dar. Um der Problematik Herr zu werden, wurden verschiedene Lösungskonzepte ausgearbeitet und soweit möglich unter Praxisbedingungen erprobt. Als mögliche Vor-Ort-Maßnahme wurde die Kupferentfernung mittels Zementation angedacht, jedoch als nicht wirtschaftlich verworfen. Die sulfidische Kupferfällung auf der Kläranlage selbst wurde in mehreren Varianten erprobt, zeigte aber durch störende Einflussgrößen trotz positiver Ergebnisse nicht die erhoffte Effektivität. Weitergehende Untersuchungen (Versuche im Labor und auf der Kläranlage selbst, statistische Auswertung der Betriebsparameter, usw.) ergaben offenbar hochkomplexe Zusammenhänge und Wechselwirkungen zwischen mehreren Anlagenparametern (insbesondere der Sauerstoffkonzentration in den Belebungsreaktoren) und der Kupferkonzentration im Auslauf der Kläranlage. So scheint beispielsweise die Aufnahme des Nitrifikationsbetriebes seit dem 01.10.2001 einen negativen, sprich mobilisierenden Einfluss auf Kupfer zu haben. Um den Prozess der Kupferelimination zu optimieren und damit das sichere Einhalten des Grenzwertes zu ermöglichen, soll nun das erworbene Expertenwissen systematisch aufgearbeitet und zusammengefasst in das Entscheidungsunterstützende System (EUS) der Kläranlage integriert werden. Aufgrund der hohen Priorität des Parameters Kupfer vor den anderen Ablaufwerten und der komplexen Zusammenhänge, die auch in die Strukturen der bereits bestehenden Tools des EUS hineinreichen, ist die Entwicklung eines neuen, System übergreifenden Kupfer-Tools notwendig. Das 'Kupfertool wird als eigenständiges Tool entwickelt und hat die Aufgabe, bei problematisch hohen Kupferkonzentrationen im Ablauf der Anlage die Milieubedingungen in der Kläranlage so einzustellen, dass eine Rücklösung in der biologischen Stufe verhindert wird. Das EUS ermittelt hierbei aus Expertenwissen Sollwerte und gibt diese an das PLS weiter; dieses übermittelt dann die Stellgrößen an die Stellglieder. Zur Sicherstellung der Nitrifikation müssen dann jedoch Modifikationen in den bisher entwickelten Tools - insbesondere bei der Einstellung des optimalen Sauerstoffgehaltes sowie beim Überschussschlammabzug, ggf. jedoch auch bei der Einstellung des Verhältnisses zwischen aerobem und anoxischem Beckenvolumen - vorgenommen werden. Das entwickelte Tool ist seit April 2007 auf der Kläranlage im Betrieb.