Das Projekt "Phase 2 - Teilprojekt 6" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ruhrverband durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens werden zwei Verfahren zur weitergehenden Elimination von Arzneimittelrückständen und organischen Spurenstoffen großtechnisch umgesetzt und im Praxisbetrieb erprobt: die Oxidation mittels Ozon und die Adsorption mittels Aktivkohle, jeweils als Integration in den konventionellen Prozess der kommunalen Abwasserbehandlung. Auf drei kommunalen Kläranlagen (KA) der KA Schwerte des Ruhrverbandes, der KA Bad Sassendorf des Lippeverbandes und der KA Duisburg-Vierlinden der Wirtschaftsbetriebe Duisburg AöR, wird im Ablauf der konventionellen kommunalen Abwasserbehandlungsanlage eine Ablaufozonierung eingesetzt. Auf der KA Schwerte wird ergänzend eine Pulveraktivkohlezugabe in einem Rezirkulationsstrom - auch in Kombination mit der Ozonierung - erfolgen. Die drei Kläranlagen unterscheiden sich vor allem hinsichtlich der Abwasserzusammensetzung, des Ozoneintrages, der Steuerung und Messtechnik, der Nachbehandlung im Anschluss an die Ozonierung sowie des Einsatzes von Aktivkohle. Somit wird ein breiter Einsatzbereich abgedeckt, der repräsentative Ergebnisse erwarten lässt. Die Untersuchung der weitergehenden Oxidation mit Ozon und der Adsorption an Aktivkohle soll belastbare und übertragbare Aussagen über das Eliminationsverhalten bezüglich ausgewählter Spurenstoffe, der betrieblichen Umsetzbarkeit auf mechanisch-biologischen Kläranlagen und der Wirtschaftlichkeit im Vergleich zu anderen Verfahrensansätzen zur Elimination von Spurenstoffen aus dem wasserwirtschaftlichen Kreislauf ermöglichen. Im Rahmen der geplanten Untersuchungen werden im Praxiseinsatz Bedingungen und Vorgaben für Bemessung, Planung und Betrieb der Ozonierung und der Pulveraktivkohlezugabe entwickelt. Durch eine Kosten/Effektivitäts-Bewertung lassen sich Hinweise für kostenoptimierte Bemessungs- und Planungsgrundlagen sowie Betriebshinweise dieser Verfahrenstechniken ableiten. Des Weiteren werden im großtechnischen Einsatz Steuerungs- und Einflussparameter ermittelt, mit denen die Entfernungsrate der Spurenstoffe in Abhängigkeit zur gewählten Ozondosis bzw. PAK-Zugabe abgeschätzt werden kann. Es werden daher mehrere Steuer- und Regelungsalgorithmen auf ihre Tauglichkeit im großtechnischen Betrieb untersucht und bewertet.
Das Projekt "Einsatz von Pulveraktivkohle in der Alsterschwimmhalle in Hamburg" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hamburger Wasserwerke GmbH durchgeführt. Vor dem Hintergrund des Entwurfes der DIN 19643, Teil 2 (Mai 1993) wird die Verbesserung der Beckenwasserqualitaet im Hinblick auf Trihalogenmethane, AOX, Chloramine und TOC durch die Anwendung von Pulveraktivkohle im halbtechnischen und technischen Massstab untersucht. Neben der Erprobung verschiedener Pulverkohlesorten sollen Einsparpotentiale, z.B. durch Verlaengerung der Filterlaufzeiten und minimierung der Kohlezugabe, herausgearbeitet werden.
Das Projekt "Begleitung der Umsetzung des Verfahrens zur adsorptiven Abwasserbehandlung im 20 Prozent-Teilstrom auf dem Klärwerk Mannheim und Erarbeitung einer Machbarkeitsstudie im Hinblick auf eine Umsetzung des Verfahrens für das gesamte Klärwerk" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Biberach, Institut für Geo und Umwelt durchgeführt. Auf Grundlage der Untersuchungen der Hochschule Biberach im Zeitraum 2003 bis 2009 wurde das Klärwerk Mannheim um eine Adsorptionsstufe erweitert, in der im Teilstrombetrieb maximal 300 L/s adsorptiv behandelt werden können. Die Adsorptionsstufe wurde am 01. Juni 2010 in Betrieb genommen. Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitung des Projektes wird die Reinigungsleistung im Vergleich zur bisherigen Verfahrensweise untersucht. Darüber hinaus werden die Betriebsstabilität der Adsorptionsstufe bzw. deren technische Aggregate sowie der Betrieb der sich anschließenden Flockungsfiltration überprüft und optimiert. Die Studie umfasst zudem die Bewertung möglicher Veränderungen des Belebtschlamms aufgrund der Anwendung der Aktivkohle im Gegenstromprinzip.
Das Projekt "Untersuchungen zur Eignung der RoDisc-Scheibenfilter der Firma Huber für die Abtrennung von Pulveraktivkohle aus der Vierten Reinigungsstufe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Biberach, Institut für Geo und Umwelt durchgeführt. Voraussetzung für die Anwendung von Pulveraktivkohle (PAC) in der kommunalen Abwasserreinigung zur Entfernung von Spurenstoffen ist die Sicherstellung einer weitestgehenden Feststoffabtrennung. Sowohl in halbtechnischen Untersuchungen im Klärwerk Steinhäule, Neu-Ulm, als auch in der technischen Umsetzung der adsorptiven Behandlung im Klärwerk Mannheim zeigt sich, dass mit einer Zweischichtfiltration ein weitestgehender Rückhalt von PAC dauerhaft gewährleistet werden kann. Neben abwärts durchströmten Mehrschichtfiltern werden in der kommunalen Abwasserreinigung weitere Filter- bzw. Abtrennsysteme angewandt. Mit den von der Firma Huber SE beauftragten Untersuchungen soll die Eignung ihrer RoDisc-Scheibenfilteranlage zur Abtrennung von PAC aus kommunalem Abwasser untersucht werden. Hierzu wurde eine entsprechende Versuchsanlage auf dem Klärwerk Mannheim aufgebaut. In einer Abbildung zeigt die lageplanmäßige Anordnung der Filteranlage nach der Adsorptionsstufe im Klärwerk Mannheim. Mit den Durchlaufversuchen wird primär das Ziel verfolgt, verschiedene Mikrosiebgewebe auf deren Abtrennleistung hinsichtlich des Rückhalts der PAC zu untersuchen. Darüber hinaus soll für ein geeignetes Gewebe der Anlagenbetrieb (Durchsatzleistung, Rückspülhäufigkeit, -intervalle) der Filteranlage optimiert werden.
Das Projekt "Durchführung von Rührversuchen mit Pulveraktivkohlen der Firma Chemviron" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Biberach, Institut für Geo und Umwelt durchgeführt. Von 2003 bis 2009 untersuchte die Hochschule Biberach in einem FuE-Vorhaben, wie und in welchem Umfang die organische Restverschmutzung im Ablauf kommunaler Kläranlagen mit Hilfe von Pulveraktivkohle weiter verringert werden kann. Ziel des Vorhabens war es, eine dauerhafte Unterschreitung der CSB-Ablaufwerte von 20 mg/L sicherzustellen. In Voruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass das Produkt'SAE Super' von Norit die höchsten Eliminationsraten hinsichtlich des DOC aufweist, weshalb diese Pulveraktivkohlesorte primär für die Versuche im Durchlaufbetrieb eingesetzt wurde. Mittlerweile zeigen jedoch auch andere Wettbewerber Interesse am Einsatz ihrer Pulveraktivkohleprodukte für diese Verfahrenstechnik. Da die Bewertung der Eliminationsleistung eines Produktes anhand eines Durchlaufversuchs vergleichsweise zeit- und kostenintensiv ist, wird zunächst ein Laborversuch durchgeführt: In biologisch gereinigtes Abwasser werden verschiedene Aktivkohlemengen des zu bewertenden Produktes sowie des Referenzproduktes (hier: Norit'SAE Super') zugegeben und 30 Minuten bzw. 24 Stunden lang gerührt. Nach dieser Zeit wird ein Teil der Probe membranfiltriert, sodass anschließend ein direkter Vergleich der noch vorhandenen, gelösten Verschmutzung möglich ist. Die Firma Chemviron beauftragte die Hochschule Biberach mit der Durchführung dieser Untersuchung, bei der sieben Aktivkohleprodukte des Herstellers getestet wurden.
Das Projekt "Untersuchungen zur Entnahme der organischen Restverschmutzung aus kommunalem Abwasser mittels Pulveraktivkohle der Firma Jacobi Carbons GmbH" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Biberach, Institut für Geo und Umwelt durchgeführt. Von 2003 bis 2009 untersuchte die Hochschule Biberach in einem FuE-Vorhaben, wie und in welchem Umfang die organische Restverschmutzung im Ablauf kommunaler Kläranlagen mit Hilfe von Pulveraktivkohle weiter verringert werden kann. Ziel war es, eine dauerhafte Unterschreitung der CSB-Ablaufwerte von 20 mg/L sicherzustellen. In Voruntersuchungen konnte gezeigt werden, dass das Produkt 'SAE Super' von Norit die höchsten Eliminationsraten hinsichtlich des DOC aufweist, sodass diese Pulveraktivkohlesorte primär für die Versuche im Durchlaufbetrieb eingesetzt wurde. Ähnlich gute Entnahmeraten zeigte im Standversuch eine Pulveraktivkohle von Jacobi Carbons. Nun sollte untersucht werden, ob diese vergleichbaren Entnahmeraten auch im Durchlaufbetrieb erreicht werden können. Ziel der Untersuchungen war es daher, zum einen Erkenntnisse zur Eliminationsleistung der gelösten organischen Restverschmutzung (DOC bzw. CSB) in der Adsorptionsstufe bei einer mittleren Aktivkohledosierung von 10 bzw. 20 mg/L zu erhalten. Zusätzlich wurden an vier Versuchstagen im Zu- und Ablauf der Adsorptionsstufe die Wirkstoffkonzentrationen bestimmter Arznei- und Röntgenkontrastmittel gemessen, um den Umfang der ebenfalls gegebenen Entnahme von Spurenstoffen bestimmen zu können. Darüber hinaus sollte geklärt werden, ob sich durch den Einsatz dieses Kohleproduktes hinsichtlich betrieblicher Aspekte, wie zum Beispiel der Abtrennbarkeit im Sedimentationsbecken, weitere Erkenntnisse ergeben.
Das Projekt "Aktivkohlebehandlung im Klärwerk Sindelfingen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Biberach, Institut für Geo und Umwelt durchgeführt. Auf Grundlage der Untersuchungen der Hochschule Biberach im Zeitraum 2003 bis 2009 wurde das Klärwerk Böblingen-Sindeflingen um eine Adsorptionsstufe erweitert, in der im Teilstrombetrieb maximal 1.000 L/s adsorptiv behandelt werden können. Diese Reinigungsstufe wurde Anfang November 2011 in Betrieb genommen. Im Rahmen der Begleitung des Einfahrbetriebs wird die Reinigungsleistung untersucht. Darüber hinaus wird die Beckengeometrie des Sedimentationsbeckens, das auf Grundlage der bisher im halbtechnischen Maßstab erlangten Erkenntnisse dimensioniert wurde, überprüft, um neue Erkenntnisse zur Auslegung und zum Betrieb derartiger Becken zu erlangen.
Das Projekt "Entwicklung von Membranverfahren zur Abtrennung und Mehrfachverwendung von Pulveraktivkohle in der Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Im Rahmen der geplanten Untersuchungen soll die wirtschaftlichste und effektivste verfahrenstechnische Loesung zur Abtrennung von Pulveraktivkohle (PAC) mit Membranverfahren in der Abwasserreinigung ermittelt werden. In der Abwasserreinigung ist der Einsatz von PAC in Ruehrreaktoren zur Entfernung von schwer abbaubaren Verbindungen durch Adsorption Stand der Technik. Beim herkoemmlichen Prozess wird die teilbeladene PAC anschliessend geflockt und durch Sedimentation und Sandfiltration vom gereinigten Abwasser getrennt, wobei fuer die Entsorgung des teilbeladenen PAC-Schlammes hohe Kosten anfallen. In frueheren Arbeiten wurde gezeigt, dass durch die Rueckfuehrung von PAC-Schlamm in den Kontaktreaktor die Adsorptionskapzitaet der PAC besser ausgenutzt werden kann und PAC-Einsparungen von ueber 50 Prozent erzielt werden koennen. Jedoch ergeben sich bei bestehenden Anlagen durch die Rueckfuehrung des Schlammes erschwerte Betriebsbedingungen, insbesondere aufgrund einer nunmehr unzureichend dimensionierten und daher ueberlasteten Abtrenneinrichtung. Weiterhin wird die Schlammproduktion kaum verringert, da der Feststoffgehalt des Schlammes hauptsaechlich durch das Flockungsmittel verursacht wird. Ziel des Forschungsvorhabens ist es, die bei konventionellen Einruehrverfahren zur Trennung von PAC verwendeten Verfahrensstufen Flockung, Sedimentation und Sandfiltration durch eine Membranfiltration zu ersetzen. Durch eine im Vergleich zur hydraulischen Verweilzeit des Abwassers laengere Verweilzeit der PAC kann die Beladungskapazitaet der Aktivkohle besser ausgenutzt werden. Auf den Einsatz von Flockungsmitteln kann verzichtet werden, wodurch die Schlammproduktion deutlich sinkt. Ein deutlich niedrigerer Raumbedarf der gesamten Anlage ist erforderlich. Des weiteren wird die durch den Einsatz von Flockungsmitteln verursachte Verblockung der PAC-Poren verhindert, so dass eine noch hoehere Beladung der PAC zu erwarten ist. Ferner weist der Ablauf der Anlage einen sehr niedrigen Feststoffgehalt auf, so dass eine zuverlaessige online Messung direkt im Ablauf und somit eine Steuerung/Regelung der Anlage erfolgen kann. Durch die genannten Sachverhalte koennen optimierte Betriebsbedingumngen gewaehrleistet und hohe Kosteneinsparungen gegenueber konventionellen Einruehrverfahren erzielt werden. Im Rahmen der geplanten Untersuchungen soll die wirtschaftlichste und effektivste verfahrenstechnische Loesung zur Abtrennung von Pulveraktivkohle mit Membranverfahren bei der Entfernung von schwer abbaubaren Stoffen aus dem Abwasser ermittelt werden. Hierzu werden zunaechst Membranen und entsprechende Module auf ihr Verhalten bei der Abtrennung von Pulveraktivkohle untersucht. Nach Auswahl geeigneter Membranen sollen zwei Verfahrensvarianten bei unterschiedlichen potenziellen Anwendern aufgebaut und auf Praxistauglichkeit sowie Wirtschaftlichkeit geprueft werden.
Das Projekt "Durchführung und wissenschaftliche Begleitung eines Fischmonitorings mit ergänzender Begleitanalytik zur Erfolgskontrolle des Einsatzes von Aktivkohle im Klärwerk Mannheim" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Biberach, Institut für Geo und Umwelt durchgeführt. Die bisherigen Spurenstoffmessungen im Rahmen der Begleitung der adsorptiven Teilstrombehandlung im Klärwerk Mannheim haben gezeigt, dass mit der Zugabe von Pulveraktivkohle zu biologisch gereinigtem Abwasser eine Vielzahl von Einzelsubstanzen zusätzlich eliminiert werden können. Mit Hilfe eines Fischmonitorings, das im Rahmen der technischen Gewässeraufsicht bayernweit zum Nachweis von estrogen wirksamen Substanzen eingesetzt wird, soll zusätzlich überprüft werden, inwiefern durch die Anwendung von Aktivkohle eine Verminderung von hormonell wirksamen Substanzen gegeben ist. Parallel zum Fischmonitoring wird die estrogene Gesamtaktivität des Abwassers mittels E-Screen-Assay bestimmt, um eine mögliche Übertragbarkeit der Ergebnisse des Fischmonitorings auf das Testsystem des E-Screen-Assay feststellen zu können. Zusätzlich wird anhand einer instrumentellen Einzelstoffanalytik von Estrogenen und estrogen wirksamen Substanzen überprüft, durch welche Stoffe die estrogene Aktivität des Abwassers hervorgerufen wird.
Das Projekt "Betriebliche Optimierung der Adsorptionsstufe mit Pulveraktivkohle auf dem Klärwerk Mannheim" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Biberach, Institut für Geo und Umwelt durchgeführt. Auf Grundlage der Untersuchungen der Hochschule Biberach im Zeitraum 2003 bis 2009 wurde das Klärwerk Mannheim um eine Adsorptionsstufe erweitert, in der im Teilstrombetrieb maximal 300 L/s adsorptiv behandelt werden können. Die Adsorptionsstufe wurde am 01. Juni 2010 in Betrieb genommen. Im Rahmen der wissenschaftlichen Begleitung des Projektes wird die Reinigungsleistung im Vergleich zur bisherigen Verfahrensweise untersucht. Darüber hinaus werden die Betriebsstabilität der Adsorptionsstufe bzw. deren technische Aggregate sowie der Betrieb der sich anschließenden Flockungsfiltration überprüft und optimiert. Die Studie umfasst zudem die Bewertung möglicher Veränderungen des Belebtschlamms aufgrund der Anwendung der Aktivkohle im Gegenstromprinzip. In der nachfolgenden Abbildung wird hierzu das Verfahrensschema des Klärwerks Mannheim dargestellt.
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