Das Projekt "AMEDEUS - Weiterentwicklung von Membranverfahren in der Abwasserbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kompetenzzentrum Wasser Berlin gGmbH durchgeführt. Problemstellung: Der Schwerpunkt vom AMEDEUS-Projekt liegt in der Forschung und Weiterentwicklung von Membranbelebungsverfahren in der kommunalen Abwasserbehandlung. Dieses neue Konzept, allgemein als Membran-Bioreaktor-Technologie (MBR) bezeichnet, wird bereits weltweit im großen Maßstab zur Reinigung industrieller Abwässer eingesetzt und gilt als Schlüsseltechnologie für eine zukunftsfähige moderne Reinigung kommunaler Abwässer. Im Vergleich zu konventionellen Technologien sind mit der MBR-Technik eine komplette Desinfektion des gereinigten Wassers sowie auch eine verbesserte Eliminierung von Spurenstoffen und Schadstoffen möglich. Ziele des Projekts sind die Senkung der Investitions- und der Betriebskosten von MBRTechnologien, die Förderung der Präsenz europäischer Firmen auf dem MBR-Markt, die Erschließung von neuen Verfahren zur Einhaltung der Europäischen Richtlinien zur Abwasserbehandlung und Badegewässerqualität sowie Erhöhung der Anwendungspotenziale bei der Wiederverwendung von gereinigten Abwässern für Brauchwassernutzungen. Am Projekt nehmen zwölf Partner teil. Vorgehensweise: Im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten steht die Verringerung des Membran-Foulings. Es werden unterschiedliche Substanzen im Batch- und Testzellen-Vesuchen getestet und hinsichtlich deren Potenzials, den Fouling zu vermindern, beurteilt. Die ausgewählten Substanzen werden später in einer MBR-Versuchsanlage, die am Fachgebiet Verfahrenstechnik betrieben wird, erprobt. Weiterhin wird ein Monitoring der mutmaßlich Fouling verursachenden Substanzen (extrazelluläre polymere Substanzen EPS) vorgenommen. Dazu wird eine auf photometrischen Methoden basierende Messapparatur entwickelt, die EPS im Belebtschlamm kontinuierlich misst. Für die Probenaufbereitung wird eine Filtrationseinheit gebaut, mit der die Feststoffe entfernt und die EPS durchgelassen werden. Das entwickelte Messsystem wird durch parallele Offline-Messungen validiert, und die Foulants mittels Größenausschlusschromatographie (SEC) charakterisiert. Später soll der Fouling-Sensor an eine Dosierapparatur gekoppelt werden, um die optimale Zugabe von EPS bindenden Additiven zu steuern.
Das Projekt "Entwicklung von Verfahrensvarianten zur Minimierung des Membranfoulings getauchter Module beim Membranbelebungsverfahren" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik durchgeführt. Hintergrund und Aufgabenstellung: Das Membranbelebungsverfahren gewinnt auch in der industriellen Abwasserreinigung zunehmend an Bedeutung. Als Vorteile sind vor allem die hervorragende Leistungsfähigkeit und die Reduktion des Beckenvolumens durch hohe Biomassekonzentrationen, somit Wegfall der Nachklärungsstufe zu nennen. In der Frage der Wirtschaftlichkeit von MBR tritt das Problem des Foulings immer weiter in den Vordergrund, da dieses den Durchsatz minimiert, sowie der zur Foulingminimierung notwendige erhöhte Energiebedarf. Somit hängen die Verfahrenskosten direkt mit dem Foulingverhalten der Membranen zusammen. Auf Grund der organischen und anorganischen Ablagerungen, sowie biologischen Wachstum von Mikroorganismen auf der Membranoberfläche wird der Rückgang der Permeabilität hervorgerufen. Vorgehensweise und Ergebnisse: Im Rahmen des Projektes sollen neue Strategien und Verfahrensvarianten zur Minimierung des Membranfoulings untersucht werden, die insgesamt kosteneffizienter und umweltgerechter sind. In erster Linie soll die energieintensive Crossflow-Belüftung hinsichtlich des Energiebedarfs und der Überströmung der Membranen optimiert werden. Darüber hinaus werden Untersuchungen zum kontinuierlichen physikalischen Abtrag der Deckschicht durch den Einsatz abrasiver Stoffe durchgeführt und sollen sich durch einen Wechsel des biologischen Milieus Aussagen zur Vermeidung von Deckschichten an der Membranoberfläche ergeben. Aus energetischen Gründen sowie aus Platzgründen ist es zweckmäßig, das für den biologischen Abbau notwendige Schlammalter nicht wesentlich zu überschreiten. Es soll deshalb der Einfluss des Schlammalters auf das Foulingverhalten bei konstantem TS-Gehalt untersucht werden, wenn möglich sind Salzgehalt und Temperatur als Parameter in die Untersuchungen einzubeziehen. Aufgrund der physikalischen Barriere durch die geringe Porenweite können in der MBRVerfahrenstechnik Einzelbakterien existieren, deswegen werden Untersuchungen zum Einfluss von ungelösten bzw. gelösten Inhaltsstoffe erforscht. Versuche zur Rückspülung mit Salzlösungen hoher Ionenstärke welche die Molekülgröße ladungstragender Makromoleküle verringern, runden die Untersuchungen ab. Erwartet wird, dass Ergebnisse aus diesem Projekt, unabhängig von den untersuchten Membranmodultypen, einen Beitrag zum Verständnis des Membranfoulings und zu dessen Begrenzung durch verfahrenstechnische Maßnahmen liefern können.