Das Projekt "Biogasnutzung der Klaeranlage von Ben Sergao/Agadir (Marokko)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Im Rahmen einer Zusammenarbeit des ISWW Karlsruhe mit der GTZ untersucht Herr Driouache, der mit diesem Thema promovieren moechte, die Moeglichkeiten der Biogaserzeugung und Biogasnutzung auf der Klaeranlage von Ben Sergao/Agadir (Marokko). Die Verfahrenstechnik der Anlage umfasst eine Vorklaerung (Anaerobbecken zur Biogasproduktion) und eine anschliessende Langsamsandfiltration. Die Anlage zeichnet sich durch gute Betriebsergebnisse (99,3 Prozent TS-, 95,6 Prozent CSB- und 97,3 Prozent BSB5- Elimination) aus. Allerdings sind weitere Optimierungen im Anlagenbetrieb erforderlich. Insbesondere Betrachtungen zur Reduzierung des Flaechenbedarfes (ca 7500 m2 fuer die Sandfilter bei einer Anschlussgroesse vom ca 10000 EW) sowie zur Verringerung der Geruchsemissionen erforderlich. Die nicht zu vernachlaessigende Geruchsbelaestigung ist auf den im weitesten Sinne einem Emscherbrunnen vergleichbaren Betrieb des Vorklaerbeckens zurueckzufuehren. Derzeit werden taeglich etwa 172 m3 Biogas mit einem Methananteil von etwa 73 Prozent gewonnen. Erste Versuche zur Biogasspeicherung wurden im Jahre 1993 im Rahmen des Sonderenergieprogramm (SEP)-Marokko, einem Projekt der GTZ, durchgefuehrt. Ziel des Demonstrationsvorhabens ist die Verbesserung der Qualitaet und Rentabilitaet dr Abwasserreinigung bei gleichzeitiger energetischer Nutzung des in der Vorklaerung gewonnenen Biogases. Ferner ist eine Nutzung des Klaeranlagenablaufes fuer Bewaesserungszwecke angestrebt. Durchfuehrung und Ergebnisse: Zur Speicherung des Biogases wurden vier Gasometer (Holzrahmen vom 14 m Laenge und 8 m Breite, die mit einer PVC-Folie ueberspannt sind) konstruiert. Eine Hauptgasleitung leitet das Gas einem Motor zur Verstromung zu. Dieser Motor verbraucht im Leerlauf 4 m3 Biogas und zusaetzlich 0,225 l Diesel/h, so dass 87,2 Prozent des Dieselverbrauchs des Motors (mit einer Leistung von 3 kW) durch Biogas ersetzt werden konnten. Die Stromerzeugung reicht aus, um den Energiebedarf der Anlage (Beleuchtung, Betriebsgebaeude und Pumpen) sowie den Bedarf fuer eine zweistrassige Versuchsanlage zu decken. Die Versuchsanlage besteht aus: Tropfkoerper mit Nachklaerbecken und Sandfilter respektive Scheibentauchkoerper mit Nachklaerung und Sandfilter. Der hochbelastete Tropfkoerper eliminiert 84 Prozent der abfiltrierbaren Stoffe, 77 Prozent des CSB und 79 Prozent des BSB5. Das gereinigte Wasser ist geruchslos und weist mittlere Ablaufkonzentrationen von 23,5 mg/l abfiltrierbare Stoffe, 118 mg/l CSB und 36,5 mg/l BSB5 auf. Die Gesamtanlage eliminiert 99,5 Prozent der abfiltrierbaren Stoffe, 96 Prozent des CSB und 99 Prozent des BSB5. Alle Parasiten sind entfernt und die Koliformenanzahl ist auf 170/100 ml rediziert. Das gereinigte Abwasser kann entsprechend den Kriterien der Klasse A der WHO ohne Einschraenkung fuer die Bewaesserungszwecke in der Landwirtschaft genutzt werden. Die Untersuchungen des Scheibentauschkoerpers sind noch nicht abgeschlossen....
Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Emschergenossenschaft durchgeführt. Das OTC betreibt für die Wasserver- und -entsorgung eine Reihe von Anlagen, wie Pumpstationen, Anaerobreaktoren, Scheibentauchkörper, UV-Desinfektion und Abwasserteiche. Noch wenig ausgearbeitet sind die Potentiale bei der Überwachung und im Betrieb dieser unterschiedlichen Anlagen mittels digitalisierter Betriebsführung. Solche Ansätze haben jedoch enormes Potential, um perspektivisch ein nachhaltiges Wirtschaften zu ermöglichen. Das OTC kümmert sich bisher mit einfachen Methoden um die notwendigen Instandhaltungs- und Wartungsarbeiten. Dabei stoßen sie derzeit noch auf Schwierigkeiten beim Management, typischerweise der Verfügbarkeit von Ersatzteilen, Werkzeugen und Wartungsplänen. Diese Wartungspläne sind dokumentiert, in ihrer Handhabung für eine konsequente Umsetzung jedoch zu vereinfachen gehalten. So kommt es durch fehlende Wartung oftmals zum Stillstand kompletter Anlagen. Außerdem werden Analysen der Wasserqualitäten zwar durchgeführt, aber die Bewertung ist mangels softwaregestützter Betriebsdatenverwaltung schwierig. So können abweichende oder auffällige Analysewerte seltener erkannt werden und erschweren dadurch verfahrenstechnische Optimierungen. Deutsche Wasserverbände haben aufgrund der Vielzahl an Anlagen und deren Komplexität speziell dafür automatisierte Betriebsführungssysteme, die auf umfängliche Datenbanken zugreifen. Diese sind teuer, benötigen verlässliche und komplexe IT-Systeme und sind aufwändig in der Handhabung. Unser Ziel ist es, diese beiden Extreme zu vernetzen und ein an die lokalen Bedürfnisse angepasstes System zu entwickeln, das auf einer Management-App als Unterstützung für den Anlagenbetrieb basiert. Maßgebend sind dabei die Anpassung auf die vor Ort verbreitete Technik und eine einfache Handhabung. Die Entwicklung einer solchen App erfolgt in enger Zusammenarbeit mit OTC unter Nutzung des betrieblichen/technischen Knowhows der Abwasserexperten der EGLV und mit der wissenschaftlichen Expertise des IWAR.
Das Projekt "Einsatz schwimmender Scheibentauchkörper zur kostengünstigen Behandlung von Trübwässern aus der Schlammbehandlung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Institut für Umwelttechnik und Management an der Universität Witten,Herdecke gGmbH durchgeführt. Bei der Schlammbehandlung in Klaeranlagen (Eindickung, Faulung, Entwaesserung, Trocknung usw.) fallen hochkonzentrierte Truebwaesser an, die zu Rueckbelastungen (bis 30 Prozent der Stickstofffracht) innerhalb der Klaeranlage fuehren koennen und sich auf die Groesse des erforderlichen Belebungsvolumens auswirken. Als neue und besonders kostenguenstige Alternative soll ein einfaches Vorbehandlungsverfahren zur Reduktion der Stickstofffrachten entwickelt werden, bei dem schwimmende Scheibentauchkoerper in bereits vorhandenen Pufferbecken oder stillgelegten Klaerbecken eingesetzt werden. In Abhaengigkeit von der Gesamtbelastung der Klaeranlage wird das vorbehandelte Truebwasser wieder dem Zulauf beigemischt. Aufgrund von Vorversuchen und Analogiebetrachtungen aehnlicher Technologien, z.B. zur Guellebehandlung, ist mit einem fuer die Praxisfaelle meist ausreichenden Wirkungsgrad von ca. 50 Prozent (NGes.-Elimination) und mit Behandlungskosten in Hoehe von ca. 25 Prozent bislang bekannter Verfahren zu rechnen. Damit eroeffnen sich fuer die betroffenen Klaerwerke mit Schlammbehandlung neue Anwendungsperspektiven.
Das Projekt "Untersuchungen ueber den Einfluss von Art und Konzentration in Wasser geloester Salze auf die Eintragskinetik und die Loeslichkeit von Luftsauerstoff" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Siedlungswasserbau, Wassergüte- und Abfallwirtschaft durchgeführt. Wie bereits von vielen Autoren berichtet wurde, zeigen Salzloesungen niedrigere Sauerstoffsaettigungskonzentrationen als reines Wasser. Bisher wurde eine Abhaengigkeit der Sauerstoffsaettigungskonzentration sowie der -transferkonstanten von der Salzart nicht ueberprueft. Zur systematischen Untersuchung werden Konzentrationsreihen waessriger Salzloesungen in einem Becken mit rotierenden Tauchscheiben aus Glas durch Stickstoffeinleitung an Sauerstoff verarmt. Der abschliessende Sauerstoffeintrag aus der Luft wird mit einer Sauerstoffsonde in Abhaengigkeit von der Zeit gemessen. Zusaetzlich wird die erreichte Sauerstoffsaettigung ueber ein modifiziertes Winkler-Verfahren bestimmt. Unter Beruecksichtigung der Mischungskinetik werden die kinetischen Konstanten des Sauerstoffeintrags aus den Messergebnissen berechnet.
Das Projekt "Erhöhung der Effizienz der Filtrationsstufe bei der Aufbereitung von biologisch behandeltem Abwasser zur Mehrfachnutzung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fiedler Maschinenbau durchgeführt. Zielsetzung und Anlass des Vorhabens: Bei der Mikrofiltration von biologisch vorbehandeltem Abwasser aus der Textilveredlung sollten durch Erhöhung der Filtratleistung von bisher 25 bis 30 L/m2h auf ca. 45 L/m2h und Verringerung des Energieverbrauches die Kosten für die Aufbereitung des Abwassers für einen Wiedereinsatz als Brauchwasser bei verschiedenen Textilveredlungsprozessen von bisher 2,30 Euro/m3 (siehe Aktenzeichen 10890) auf weniger als 1,80 Euro/m3 gesenkt werden und somit die Wirtschaftlichkeit der Brauchwasserrückgewinnung erreicht werden. Die Entfernung biologischer Beläge von den Filtrationsmembranen sollte ohne Unterbrechung der Filtratgewinnung und ohne Verwendung von Bioziden oder anderen aggressiven Chemikalien erfolgen. Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten Methoden: Die für Mikroorganismen teilweise toxischen Eigenschaften des Abwassers der Textilveredlung machen für die biologische Vorbehandlung des Wassers den Einsatz von Biomasse erforderlich, die auf festen Trägermaterialien anhaftet. Zur Anwendung kommt die Katox-Anlage der Firma Blanke (Trägermaterial Kohlenstoff) und zum Vergleich eine Scheibentauchkörperanlage (Trägermaterial Schaumpolystyrolscheiben). Zur Reduzierung des Energieverbrauches der Mikrofiltrationsanlage wird während der Filtration auf eine hohe Überströmungsgeschwindigkeit verzichtet und die Filtration mit geringerem Energieaufwand 'dead-end' betrieben. Gegenüber getauchten Membranen bietet die Filtrationspumpe größere Möglichkeiten zur Einstellung geeigneter Transmembrandrücke. Die Einstellung der Verfahrensparameter (Drücke) erfolgt nicht durch Schaffung von Strömungshindernissen (Armaturen), sondern durch Frequenzsteuerung der Pumpe. Lediglich bei der periodischen Rückspülung der Membran wird kurzzeitig eine hohe Strömungsgeschwindigkeit im Cross-Flow-Betrieb erzeugt. Die Firma Microdyn stellt spezielle Filtrationsmodule her, die eine Entnahme von Membranrohren zur mikrobiologischen Untersuchung der Membranbeläge ermöglichen und lässt die Beläge untersuchen, um geeignete Bedingungen zur Deaktivierung und Entfernung der Mikroorganismen zu ermitteln. Unter diesen Bedingungen wird bei Unterschreitung eines Toleranzwertes der Filtratleistung die Modulreinigung automatisch und nach Möglichkeit ohne Verwendung von Chemikalien durch thermische oder elektrostatische Einwirkung auf die Membranbeläge durchgeführt. Das Filtrat wird analytisch und durch Einsatztests in verschiedenen Textilveredlungsprozessen auf seine Eignung geprüft. Fazit: Unternehmen der Textilveredelung verbrauchen große Mengen an Wasser. Der in das Projekt eingebundene Kooperationspartner entnimmt dieses einem Oberflächengewässer und bereitet es mittels Chemikalien zur erforderlichen Qualität auf. Dabei fallen große Mengen an Schlämmen und anderen chemischen Abfällen an, die entsorgt werden müssen. Auch das gereinigte Abwasser belastet bei der Wiedereinleitung den Fluss. ...
Das Projekt "Steigerung der Ressourcen- und Energieeffizienz der Kläranlage Treysa im Rahmen des Förderschwerpunktes 'Energieeffiziente Abwasseranlagen'" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadt Schwalmstadt durchgeführt. Hochkonzentrierte Abwässer von zwei industriellen Indirekteinleitern sollen direkt in den Faulbehälter zur Mitbehandlung verbracht werden, um die Kläranlage zu entlasten. Von kleineren Kläranlagen in benachbarten Gemeinden werden Klärschlämme zur Klärgaserzeugung angenommen. Die Fäkalannahmestation wird zur Zwischenspeicherung und Bewirtschaftung von Schlämmen, Konzentraten der Indirekteinleiter und Co-Substraten umgerüstet, um den Klärgasanfall bedarfsgerecht zu steuern. Eine Gasleitung wird für die externe Klärgasverstromung zu einem nahegelegenen Strom- und Wärmeabnehmer (Diakoniezentrum mit Kliniken, Wohngebäuden, Großküche und Wäscherei) verlegt. Das Klärgas trägt dazu bei, den Strom- und Wärmebedarf dieses Zentrums zu decken und dort den Einsatz fossiler Brennstoffe zu substituieren. Der sonst übliche Verlust von bis zu 9 Prozent des im Faulschlamm gebundenen Klärgases wird durch eine Vakuum-Entgasung des ausgefaulten Schlamms sowie durch Auffangen des Gases aus der Nachfaulung im Schlammsilo vermieden. Die Wärmeerzeugung des BHKW wird neben der Deckung des üblichen eigenen Wärmebedarfs der Kläranlage (Beheizung des Faulbehälters und der Betriebsgebäude) für die Beheizung eines Scheibentauchkörpers genutzt, mit dem im Schlammwasser Stickstoff durch Deammonifikation eliminiert wird. Da das Schlammwasser in das Belebungsbecken zurückgeführt werden muss, spart die Deammonifikation bis zu 60 Prozent der sonst erforderlichen Belüftungsenergie für die Nitrifikation/Denitrifikation. Der Einsatz eines beheizten Scheibentauchkörpers zur Deammonifikation erfolgt erstmalig auf einer Kläranlage. Durch konventionelle Maßnahmen wie die Nachrüstung von frequenzgeregelten Rührwerken, Einsatz verbesserter Belüfterelemente und Ersatz von Antrieben durch Motoren der höchsten Effizienzklasse soll der Stromverbrauch der Kläranlage um bis zu 15 Prozent reduziert werden.
Das Projekt "Zusammensetzung, biologische Abbaubarkeit und Wiederverwendbarkeit von Grauwasser (Characteristics, biodegradability and reusability of greywater)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Karlsruher Institut für Technologie, Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Bereich Siedlungswasserwirtschaft und Wassergütewirtschaft (IWG-SWW) durchgeführt. Grauwasser ist häusliches Abwasser ohne Fäkalien. Dadurch ist es weniger belastet als herkömmliches Abwasser und kann durch biologische Verfahren aufbereitet und als Brauchwasser wiederverwendet werden. Die biologische Abbaubarkeit von Grauwasser ist jedoch durch niedrige Nährstoffkonzentrationen und hohe Anteile an Tenside aus Wasch- und Pflegemitteln beeinträchtigt. Die biologische Abbaubarkeit wird unter Einsatz von Scheibentauchkörpern untersucht. Dadurch werden Bemessungsparameter für Grauwasserbehandlungssysteme entwickelt. Neben den verfahrenstechnischen Aspekten der Grauwasserwiederverwendung wurde im Zuge der Arbeit auch die Relevanz beteiligter Akteure für eine mögliche Implementierung des Systems in Deutschland deutlich. Da in Australien die Nutzung von Grauwasser wesentlich verbreiteter ist als in Deutschland wurde dort eine Akteursanalyse durchgeführt, aus der Handlungsempfehlungen für ein Akteursmanagement in Deutschland abgeleitet werden.
Das Projekt "Kernprojekt A Abwasserbehandlung - Teilprojekt A 4.1.1: Untersuchung, Modellierung und Demonstration der Leistungsfähigkeit und Flexibilität von Scheibentauchkörperanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe (TH), Institut für Wasser und Gewässerentwicklung, Bereich Siedlungswasserwirtschaft und Wassergütewirtschaft durchgeführt. Scheibentauchkörper stellen eine robuste, hinlänglich bewährte und gleichermaßen universell einsetzbare Technologie dar, die auf Grund der genannten Vorteile für den Einsatz in Schwellenländern sehr gut geeignet ist. Jedoch ergeben sich Fragen hinsichtlich der Leistungsfähigkeit von STK wenn Abweichungen von den Standardbedingungen insbesondere der meteorologischen Randbedingungen zu berücksichtigen sind. Im Anschluss an Abwasserreinigungsanlagen ergibt sich in ariden Gebieten zudem die Notwendigkeit der Abwasserwiederverwendung zu Bewässerungszwecken, wodurch geeignete Entkeimungsverfahren und deren vorgeschalteten Phasenseparation notwendig werden. Der Arbeitsplan unterteilt sich in 3 Phasen. Klimakammeruntersuchungen, Simulation, Demonstrationsbetrieb in Indien. Alle Arbeitsabschnitte werden unter Berücksichtigung der klimatischen Verhältnisse in Indien durchgeführt. Ausarbeitung eines handbuchartigen Leitfadens (als Handbuch aber auch als rechnergestützte Arbeitshilfe), für die Phase der Dimensionierung, Planung, für die Schwachstellenanalyse im Betrieb, für die Auswahl nachrüstbarer Apparate, aber auch für den Anlagenbetrieb resp. das Betriebspersonal.
Das Projekt "Entwicklung von neuen Rotationsscheibenreaktoren mit Textilstrukturbelag zur Immobilisierung von Bakterien fuer die anaerobe und aerobe Abwasserreinigung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Berlin, Institut für Verfahrenstechnk, Fachgebiet Umweltverfahrenstechnik durchgeführt. Scheibentauchkoerper werden seit laengerer Zeit fuer die kommunale Abwasserreinigung eingesetzt. Das neue System ist auch fuer die anaerobe und aerobe Behandlung gewerblicher Abwaesser geeignet, da sich aufgrund des neuen Textilstrukturmaterials Biofilme bis zu 1 cm Dicke bilden koennen. Der Reaktor fuer die anaerobe Vorbehandlung wird vollstaendig getaucht betrieben, und der Reaktor besitzt einen aeusseren Mantel, so dass die Reaktortemperatur auf etwa 35 Grad C eingestellt werden kann. Der aerobe Reaktor wird halbgetaucht betrieben. Das Textilstrukturmaterial wird den Bedingungen angepasst, so dass sich duennere Biofilme bis zu etwa 0,5 cm bilden koennen. So ist auch einer Nitrifikation und, bei Teilrueckfuehrung des Nitrat-haltigen Ablaufs in den Zulauf des aeroben Reaktors, auch eine anteilige Denitrifikation moeglich, die im Inneren der dort sauerstofffreien Biofilme erfolgt. Es sind jedoch auch besondere Reaktorstufen fuer die Denitrifikation realisierbar. Die Eignung des Rotationsscheibenreaktors wurde bisher im Labor- und Pilotmassstab an mehreren gewerblichen Abwaessern und auch am kommunalen Abwasser erfolgreich ueberprueft. Eine anaerobe Stufe fuer die Vorbehandlung eines Abwassers der Tierkoerperverwertung geht in Kuerze in den Probebetrieb. Am Beispiel des anaeroben Acetatabbaus wurde ein reaktionstechnisches Berechnungsverfahren ueberprueft. Durch Regelung des pH an mehreren Stellen des Reaktors auf optimale Werte lassen sich annaehernd maximale Abbaugeschwindigkeiten einstellen.
Das Projekt "Quantifizierung des Sauerstoffeintrages in Scheibentauchkörperanlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Heidelberger Akademie der Wissenschaften durchgeführt. Scheibentauchkörper stellen eine robuste, hinlänglich bewährte und gleichermaßen universell einsetzbare Technologie dar. Universell im Sinne der Bandbreite der behandelbaren Abwässer, aber auch im Hinblick auf Kohlenstoff-, Stickstoff- und Phosphorelimination. Diese systemimmanente Betriebssicherheit mündet jedoch dann in eine Unsicherheit, wenn etwaige Abweichungen von den Standardbedingungen wie z.B. hinsichtlich der Abwassercharakteristik, der Ablaufanforderungen und insbesondere der meteorologischen Rahmenbedingungen zu berücksichtigen sind. Zentrale Bedeutung nimmt hierbei die Quantifizierung des Sauerstoffeintrages in den Wasser- bzw. Biofilm, des Sauerstoffhaushalts und die Umsatzraten des Gesamtsystems bei definierten meteorologischer Randbedingungen mittels Sauerstoffmikroelektroden und andererseits den Einfluss erhöhter NaCl-Konzentrationen auf die CSB-Abbauleistung und die spezifische Nitrifikations-/Denitrifikationsleistung des Systems zu quantifizieren. Auf der Grundlage dieser Daten soll ein am ISWW vorhandenes Simulationsmodell für Scheibentauchkörper verbessert und verifiziert, sowie das Optimierungspotenzial dieser Technologie betrachtet werden.
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