Das Projekt "Bekaempfung von Blaeh- und Schwimmschlamm mittels Ultraschall" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Abwasserwirtschaft durchgeführt. Auf Klaeranlagen mit biologischer Naehrstoffelimination ist die Anreicherung faediger Mikroorganismen im Schlamm ein weitverbreitetes Problem. Dieser Blaeh- und Schwimmschlamm fuehrt bei der nachfolgenden anaeroben Stabilisierung zum Ueberschaeumen der Faulbehaelter, so dass eine ordnungsgemaesse Faulung nicht mehr moeglich ist. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines marktfaehigen Ultraschallverfahrens, um den Blaehschlamm zu zerstoeren und so den anschliessenden anaeroben Abbau des Schlamms zu ermoeglichen. Die Praxis fordert ein flexibles Verfahren, das saisonal und kurzfristig auf Klaeranlagen zum Einsatz kommt. Ein neuer Reaktor der Herstellerfirma SONOTRONIC zur Erzeugung niederfrequenten Ultraschalls wird in einem transportablen Container aufgebaut und auf drei grossen Klaeranlagen betrieben. Die technischen (Ultraschall) und phaenomenologischen (Schlamm)Merkmale fuer eine erfolgreiche Ultraschallbehandlung von Blaehschlamm werden bestimmt. Im Container sind ebenfalls fuenf 200-Liter-Faulbehaelter installiert, um die Effekte der Beschallung der Blaehschlaemme auf die anaerobe Stabilisierung zu ueberpruefen.
Das Projekt "Nachhaltige Bekämpfung von Bläh-und Schwimmschlamm durch Beschallung des Rücklaufschlamms" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Institut für Abwasserwirtschaft und Gewässerschutz B-2 durchgeführt.
Das Projekt "Ursachen der Schaumbildung auf Klaeranlagen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Hannover, Institut für Siedlungswasserwirtschaft und Abfalltechnik durchgeführt. Im Rahmen des Vorhabens wurden einerseits schaeumende belebte Schlaemme im Hinblick auf ihre mikroskopische Zusammensetzung untersucht. Andererseits wurden mittels chemischer und physikalischer Methoden Schaeume verschiedener Klaeranlagen naeher charakterisiert und in Laborversuchen untersucht, ob ein kausaler Zusammenhang zwischen der Dosierung von Flockungshilfsmitteln und dem Schaeumen von belebten Schlamm besteht. Die stark viskosen, stabilen Schaeume sind makroskopisch den vielfach beschriebenen Nocardia-Schaeumen sehr aehnlich. Mikroskopisch wurde aber Microthrix parvicella als dominanter Fadenorganismus in allen Anlagen mit weitergehender Abwasserreinigung identifiziert. Mit ihm zusammen wurden Nostocoida limicola und Typ 0092 gefunden. Die charakteristische Mischpopulation eines Schaumes kann auch die anaeroben Bedingungen im Faulbehaelter ueberstehen und fuehrt aufgrund ihrer physikalisch-chemischen Eigenschaften zum Schaum im Faulbehaelter. Schaumbildungen auf dem Belebungsbecken und im Faulbehaelter sind in diesem Sinne ursaechlich miteinander verknuepft. Nocardia spielt bei der Schaumbildung in solchen Anlagen keine grosse Rolle, dagegen wurde M. parvicella dominant im belebten Schlamm, im Schaum und im Faulbehaelter gefunden. Daraus folgt, dass das Ausfaulen des Sekundaerschlammes aus der aeroben Stufe der Anlagen zu einer Anreicherung von M. parvicella und moeglicherweise deshalb zum Schaeumen des Faulbehaelters fuehrt. Es konnte gezeigt werden, dass die Viskositaet von M. parvicella-dominierten Schaeumen im Faulbehaelter durch eine Substanz verursacht wird, die im belebten Schlamm gebildet wird, im Dekanter und der Flotation akkumuliert und dann im Faulbehaelter schaeumt. Zusaetzlich fuehren Abwaesser aus der indirekteinleitenden Lebensmittelindustrie mit hohen Fettkonzentrationen und stossweise erhoehten Tensidkonzentrationen zu einem Wachstumsvorteil von M. parvicella und zur verstaerkten Schaumbildung auf diesen Klaeranlagen. Bezueglich der aeroben Untersuchungen der Flockungshilfsmittel, konnte gezeigt werden, dass nur eines der untersuchten Mittel moeglicherweise einen negativen Effekt bei Langzeitdosierung hervorruft. Durch die staendige Zugabe des mit Flockungsmitteln versetzten, hochviskosen Rohschlammes (Dekanterschlamm) kommt es im Faulbehaelter zu einer verminderten Abbauleistung, die kumulative Effekte nach sich zieht und die Leistungsfaehigkeit des Faulschlammes weiter erniedrigt. Bei ausreichender Umwaelzung kann aber auch die durch die erhoehte Viskositaet des Dekanterschlammes entstandene Schichtung verringert werden.
Das Projekt "Studie zur Optimierung der Kläranlage Annweiler" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau, Fachgebiet Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Die Kläranlage Annweiler der Verbandsgemeindewerke Annweiler wurde im Jahre 1966 errichtet und im Jahre 1998 nach den damaligen Anforderungen für Abwasserreinigungsanlagen der Größenklasse 3 auf die Reinigungsziele Kohlenstoffabbau sowie Nährstoffelimination für eine Ausbaugröße von 17.000 Einwohner und Einwohnergleichwerte ausgebaut. Tatsächlich angeschlossen sind z.Z. etwa 12.000 Einwohnerwerte (EW). Obwohl die Anlage vor ca. 4 Jahren ausgebaut wurde (zum damaligen Zeitpunkt unter weitest gehender Beibehaltung der bestehenden Baukörper und mit einem vergleichsweise geringen Kostenaufwand), weist die Kläranlage Annweiler z.Z. eine Reihe von betriebs- und verfahrenstechnischen Problemen auf, die wie folgt zusammengefasst werden können: - Das Verhältnis von BSB5 zu Stickstoff im Zulauf der Anlage ist recht gering, was zu niedrigen Umsatzgeschwindigkeiten bei der Denitrifikation führt. Dieser Effekt wird durch die sehr lange Aufenthaltszeit in der Vorklärung, die zu einer weiteren Abnahme der BSB-Verbindungen führt, noch verstärkt. - Die geringe Zulaufsäurekapazität kann zu einer Eigenhemmung der Nitrifikation führen und muss durch gezielte Zugabe von Kalk erhöht werden. - Die Sauerstoffzufuhr über die Oberflächenbelüfter unter Zuschaltung von Reinsauerstoff ist als nicht wirtschaftlich zu bezeichnen. - Das wohl drängendste Problem auf der Kläranlage Annweiler stellt das übermäßige Wachstum von fadenförmigen Organismen dar, die zu erheblichen Bläh- und Schwimmschlammereignissen mit der ständigen Gefahr des Abtreibens von Schlamm aus der Nachklärung führen. Diese treten ganzjährig auf, in den Wintermonaten sind die Schlammabsetzeigenschaften mit einem Schlammvolumenindex ISV von bis zu 280 ml/g jedoch noch schlechter als während der warmen Jahreszeit. Das übermäßige Wachstum der fadenförmigen Organismen ist hierbei auf vielerlei Faktoren zurückzuführen, die im Rahmen der angebotenen Studie näher beleuchtet werden müssten. - Die Kapazitäten im Rahmen der Schlammbehandlung sind nach Auskunft des Betriebspersonals unzureichend und müssen im Rahmen der Studie überprüft werden. - Die Überwachungswerte im Ablauf der Anlage werden nicht immer sicher eingehalten. Insbesondere beim Parameter Phosphor kam es im Laufe der letzten Jahre zu einigen Überschreitungen, die zu einer Erhöhung der Abwasserabgabe führen können. Aus den vorgenannten Defiziten der Anlage ergeben sich eine Reihe von Optimierungsansätzen. Die Vorgehensweise im Rahmen des Projektes beeinhaltet die folgenden Teilaspekte: Teil 1) Entwicklung eines Konzeptes zur zielgerichteten Bekämpfung der fadenförmigen Organismen durch chemisch-physikalische und verfahrenstechnische Maßnahmen; Erfolgskontrolle, Teil 2) Verfahrenstechnische Optimierung der Anlage, Teil 3) Einbindung der vorhandenen Messeinrichtungen in Automatisierungskonzepte.
Das Projekt "Stoerende Einfluesse von Deinking-Abwaessern auf die Abwasserreinigung von Papierfabriken und Vermeidung dieser Stoerungen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung München durchgeführt. In Abwasserreinigungsanlagen von Papierfabriken, in denen Deinkingabwaesser gemeinsam mit den Produktionsabwaessern behandelt werden, treten haeufig Probleme auf, die sich vor allem durch Schwimmschlammbildung und verringerte Sauerstoffeintragsleistung bemerkbar machen. Die Folge der Schwimmschlammbildung ist das Schlammabtreiben mit dem abgeleiteten Abwasser, damit eine Gewaesserverschmutzung und darueber hinaus eine Verarmung der Belebtschlammanlage an Mikroorganismen, wodurch die Reinigungsleistung verringert wird. Es wurde untersucht welchen Einfluss verschiedene, beim Deinking eingesetzte Chemikalien auf die Abwasserzusammensetzung haben. Auch die sich daraus ergebenden Auswirkungen auf eine Belebtschlammbiozoenose wurden sowohl in einer Laborbelebtschlammanlage als auch in umfangreichen Betriebsversuchen untersucht. Aufgrund dieser Untersuchungen werden Empfehlungen fuer Betreiber einer Abwasserreinigungsanlage, die unter anderem auch mit Deinkingabwaessern beschickt wird, abgeleitet.
Das Projekt "Biologische P-Elimination - Teilvorhaben 1: Untersuchungen ueber die Bedeutung und Bekaempfung faediger polyphosphatspeichernder Schwimmschlammbildner bei der weitergehenden P-Entfernung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Freiburg, Institut für Biologie II durchgeführt. In diesem Vorhaben sollen die Bedeutung faediger polyphosphatspeichernder Bakterien fuer die weitergehende biologische u. chemische Phosphorentfernung u. die Ursachen fuer ihre Blaeh- u. Schwimmschlammbildung in Klaeranlagen geklaert werden. Es wird das Spektrum dieser Bakterien morphologisch u. chemotaxonomisch (ueber Zellwandkomponenten) im belebten Schlamm aus Klaeranlagen mit unterschiedlicher Verfahrens- u. Betriebsweise bestimmt u. isolierte Reinkulturen stoffwechselphysiologisch charakterisiert. In Wachstumsversuchen soll dann der Einfluss wichtiger Umweltfaktoren auf ihre Entwicklung, Schaumbildung in Reinkultur sowie ihre Populationsdynamik in Mischkultur untersucht werden. Aus den Ergebnissen muesste sich erkennen lassen, welche Betriebsweisen zur Unterdrueckung der faedigen Formen u. zur Optimierung der Reinigung notwendig sind.
Das Projekt "Optimierung eines Schaumentnahmesystems mit anschließender Homogenisierung zur Verminderung von Betriebsproblemen auf kommunalen Kläranlagen durch Schwimmschlamm und Schaum" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Stadt Hildesheim FB Grün, Straße und Vermessung durchgeführt.
Das Projekt "Integration von Aufwuchskoerpern in Belebungsanlagen zur Verbesserung der Schlammindices und zur Erhoehung der Sedimentationsleistung von Nachklaerbecken" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Karlsruhe, Institut für Siedlungswasserwirtschaft durchgeführt. Die Auftretenswahrscheinlichkeit von Schwimm- und Blähschlammphänomenen korreliert mit der Verfahrenstechnik der Anlage. Hierbei handelt es sich mehrheitlich um Schwachlastanlagen mit Bio- P Elimination und Denitrifikation. Da diese Verfahrenskombination die heute mehrheitlich realisierte Technologie darstellt, ist die Lösung dieses Problems eine der wenigen im Bereich der kommunalen Abwasserreinigung verbleibenden offenen Fragen. Da die Ursachen trotz zahlreicher Bemühungen bislang im Detail unverstanden sind, werden heute vielfältige Maßnahmen zur Gegensteuerung diskutiert und erprobt. Diese Versuche zielen entweder auf die Verbesserung der Absetzbarkeit der Belebtschlämme - durch korrigierende Maßnahmen wie etwa die Zugabe von flockenbeschwerenden Chemikalien/Materialien oder die Vorschaltung sogenannter Selektoren - und/oder auf die Verbesserung der Abscheideleistung der Nachklärbecken. Bekanntermaßen bereitet die Abtrennung von Biomasse bei Festbettreaktoren -aufgrund der günstigeren, die Absetzbarkeit erleichternden Flockenstruktur/ Flockendichte- kaum Probleme. Ferner ist der spezifische Volumenbedarf der Nachklärung bei Festbettreaktoren deutlich geringer als bei Belebungsanlagen. Darüber hinaus steigt die Bio-P-Elimination -unter sonst gleichen Bedingungen- mit dem TS-Gehalt an. Vor diesem Hintergrund ist es nur naheliegend eine Kombination beider Verfahrenstechniken (eine Symbiose aus sessiler, auf Bewuchskörpern fixierter Biomasse und suspendiertem Belebtschlamm) in Betracht zu ziehen. Im Rahmen des Vorhabens werden drei halbtechnische Anlagen (festsitzende, schwimmende Bewuchskörper und konventionelle Anlage als Referenz) betreut, deren Ergebnisse verglichen und mittels einer Simulation verifiziert. Um die sessilen Mikroorganismen hinsichtlich ihres Einflusses auf die Bio-P-Elimination beurteilen zu können, ist die Verfahrensführung derart ausgelegt, daß sie aeroben als auch anaeroben Millieubedingungen ausgesetzt werden. Die Ergebnisse sollen folgende Arbeitshypothesen bestätigen: Aufwuchskörper können auch in kontinuierlich durchflossen Belebungsanlagen mit Bio-P Elimination erfolgreich eingesetzt werden. - Der Schlammindex wird deutlich verringert und damit die Absetzbarkeit entsprechend verbessert. - Aufgrund der verringerten Rücklaufschlammförderung (entsprechend des Anteils der sessilen Biomasse) wird die Betriebsstabilität der Nachklärung nachhaltig verbessert. - Die Nachklärung wird in zweierlei Hinsicht entlastet: aufgrund der Verbesserung der Schlammindices als auch aufgrund der reduzierten Rücklaufschlammförderung. - Je nach hydraulischer und stofflicher Ausgangsbelastung wird Kapazität in unterschiedlichem Maße in der Nachklärung freigesetzt. (Text gekürzt)
Das Projekt "Optimierung der Betriebsbedingungen fuer Flotationsanlagen zur Belebtschlammabtrennung in Abwasserreinigungsanlagen der Papierindustrie" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Papiertechnische Stiftung München durchgeführt. Ausgangssituation: Zur Trennung des Schlamm-Wasser-Gemisches in Belebtschlammanlagen wird allgemein das Verfahren der Sedimentation in Nachklaerbecken angewendet. Der Wirkungsgrad dieser letzten Verfahrensstufe bei der biologischen Abwasserreinigung haengt im wesentlichen von den Absetzeigenschaften des belebten Schlammes ab. Der Belebtschlamm in Abwasserreinigungsanlagen der Papierindustrie neigt zu hohen Schlammindizes und zur Bildung von Blaehschlamm. Zur sicheren Beherrschung konstant hoher Schlammindizes ist es erforderlich, die Nachklaerbecken entsprechend gross zu dimensionieren, wodurch Blaehschlammprobleme aber auch nicht sicher beherrscht werden koennen. In den Klarwasserablauf werden dann Belebtschlammpartikel mitgerissen, die zu erhoehten BSB- und CSB-Ablaufkonzentrationen fuehren. In der kommunalen Abwasserreinigung wird in den letzten Jahren vermehrt das Flotationsverfahren zur Belebtschlammabtrennung eingesetzt. Fuer den Betrieb von Flotationsanlagen zur Nachklaerung in Abwasserreinigungsanlagen der Papierindustrie liegen keine abgesicherten Ergebnisse vor. Forschungsziel: Im Rahmen des Vorhabens soll eine verfahrenstechnische und wirtschaftliche Optimierung von Flotationsanlagen zur Belebtschlammabtrennnng in Abwasserreinigungsanlagen der Papierindustrie durchgefuehrt werden. Die Bedingungen, unter welchen das Sedimentationsverfahren sinnvoll durch eine Flotationsanlage zu ersetzen oder zu ergaenzen ist, sollen durch Pilotversuche festgestellt werden. Aus den festgelegten Bemessungsregeln soll ein Kostenvergleich zwischen Sedimentations- und Flotationsverfahren sowie deren Kombination durchgefuehrt werden. Loesungsweg: Die Untersuchungen zur Belebtschlammabtrennung erfolgen mit einer Flotationsanlage im Pilotmassstab in Belebungsanlagen der Papierindustrie. Die Leistungsfaehigkeit und die Grenzen des Verfahrens werden in Abhaengigkeit von der Anlagenbelastung und der Schlammbeschaffenheit ermittelt. Fuer die Optimierung des Flockungsmitteleinsatzes werden Mess- und Regelstrategien in Abhaengigkeit von den Betriebsbedingungen erstellt. Bemessungsrichtlinien und die optimalen Betriebsparameter fuer den sicheren Betrieb von Flotationsanlagen zur Abwasser-Belebtschlamm-Abtrennung werden erstellt. Ein Kostenvergleich zwischen Flotation und Sedimentation wird durchgefuehrt.
Das Projekt "Erstmalige Einfuehrung der digitalen mikroskopischen Bildanalyse in der biologischen Abwasserreinigung als neuer Summenparameter fuer die Frueherkennung des Belastungszustandes" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Hamburg-Harburg, Arbeitsbereich Abwasserwirtschaft durchgeführt. Grundlage des Projekts ist die Beobachtung, dass verschiedene Faktoren, wie zB pH-Wert, Sauerstoff-Konzentration, Belastung, C:N:P-Verhaeltnis uae Einfluss auf die Belebtschlammstruktur und die Entwicklung einer charakteristischen Biozoenose der biologischen Stufe einer Klaeranlage haben. Verschiedene Betriebszustaende werden also durch das Auftreten verschiedener Mirkoorganismentypen sowie bestimmter Flockenstrukturen charakterisiert. Die digitale Bildanalyse eroeffnet hier durch die schnelle Bildverarbeitung neue Moeglichkeiten wie zB automatisch nach einzelnen Mikroorganismen zu suchen und diese zu identifizieren oder Flockenstrukturen als Leitparameter zu bestimmen. Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines on-line erfassbaren Summenparameters als Indikator des Belastungszustandes und zur Regelung biologischer Stufen von Klaeranlagen. Des weiteren soll eine fruehzeitige automatische Erkennung von Anzeichen fuer die Bildung von Blaeh-, Schwimmschlamm oder Schaum erreicht werden. Bei Voruntersuchungen mit einer Laborklaeranlage konnten Belastungserhoehungen durch Bildung groesserer Flocken bei gleichbleibender Mikroflockenanzahl; Toxizitaetsbelastungen durch Steigerung der Mikroflockenanzahl bei gleichen mittleren Flockendurchmessern erkannt werden. Des weiteren konnten einzelne Leitorganismen mittels der digitalen Bildauswertung erkannt werden, die verschiedenen Belastungsklassen zugeordnet werden koennen.
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