Das Projekt "Errichtung einer Anlage zur anaeroben Behandlung hypersaliner Abwässer + Messprogramm" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Gemeinschaftsklärwerk Bitterfeld-Wolfen GmbH durchgeführt. Im Gemeinschaftsklärwerk Bitterfeld-Wolfen werden sowohl häusliche Abwässer von 18 Gemeinden als auch Industrieabwasser aus dem angrenzenden Chemie-Park gereinigt. Das Gemeinschaftsklärwerk hat seine Kapazität annähernd voll ausgelastet, so dass eine zusätzliche Belastung ohne Kapazitätserweiterung nicht mehr möglich ist. Im Zuge der gegenwärtig am Standort Bitterfeld-Wolfen laufenden Investitionen wird die Kapazität zur Herstellung von Methylzellulose ab 2009 etwa verdoppelt. Da hierbei organisch hochbelastete und mit ca. 80 g NaCl pro Liter stark salzhaltige Abwässer anfallen, ist eine Kapazitätserweiterung des Gemeinschaftsklärwerks erforderlich. Unter Fortführung des bisherigen aeroben Verfahrens müsste ein weiterer Biohochreaktor errichtet werden. Aufgrund der hohen organischen Belastung des Methylzelluloseabwassers bietet sich aber eine anaerobe Behandlung als Alternative an. Aus ökologischer Sicht ist diesem Verfahren der Vorzug zu geben, da hiermit eine erhebliche Energieeinsparung verbunden ist. Zusätzlich wird Biogas erzeugt, welches zur Wärme- und Elektroenergieerzeugung genutzt werden kann. Ein weiterer Vorteil gegenüber dem aeroben Abbau ist der geringere Klärschlammanfall, dessen Menge sich nur um etwa 5 Prozent erhöht, während bei der aeroben Behandlung etwa 28 Prozent mehr Klärschlamm anfallen würde. Das Problem dabei besteht aber darin, dass eine Vergärung bisher nur bis zu einem Salzgehalt von 10 g/l möglich ist. Eine innovative Prozessführung unter Einsatz von Neuronalen Netzen soll dafür sorgen, dass die in den Labor- und Pilotversuchen ermittelten Randbedingungen für eine optimale Behandlung des Methylcelluloseabwassers unter allen Bedingungen eingehalten werden können. Mit dem Demovorhaben soll der Nachweis erbracht werden, dass das energetisch effizientere Anaerobverfahren auch für Abwässer mit einem doppelt so hohen Salzgehalt eingesetzt werden kann. Kernstück der neuen Anlage sind aufwärts durchströmte Schlammbett-Reaktoren. Die Wirkungsweise ist durch die Ausbildung eines Schwebebettes aus Schlammpellets gekennzeichnet, die vom anhaftenden Biogas im Reaktor nach oben getragen werden. Ein Abscheider trennt Biogas von den Pellets, die wieder in das Schlammbett absinken. Weitere wichtige Anlagenteile sind die nachgeschaltete Biogasaufbereitung und -speicherung sowie Blockheizkraftwerke. Es wird erwartet, dass mit der Biogasanlage jährlich 5,7 GWh Strom erzeugt werden können. Der Strom wird in das Elektro-Verteilungsnetz des Gemeinschaftsklärwerks eingespeist und damit vollständig zur Eigenverwertung genutzt. Die Abwärme der Blockheizkraftwerke mit etwa 6,3 GWh / Jahr ist für den stabilen Betrieb der Anaerobreaktoren erforderlich. Im Vergleich zum jetzigen Zustand vor der Kapazitätserweiterung wird eine CO2-Minderung von etwa 4.066 Tonnen pro Jahr erwartet.
Das Projekt "Dynamische Modellierung von komplexen aeroben Abwasserreinigungsanlagen zum Zweck der Regelung und Optimierung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Clausthal, Institut für Thermische Verfahrenstechnik durchgeführt. Seit das Belebtschlammverfahren in seinen Grundzuegen durch Publikationen und Patentanmeldungen von Ardern und Lockett im Jahre 1914 vorgestellt wurde, hat es sich zum Standardverfahren zur Reinigung kommunaler Abwaesser entwickelt, wobei es inzwischen auch gelungen ist, mit diesem Verfahren neben den Kohlenstoffverbindungen die Stickstoff- und Phosphorverbindungen aus dem Abwasser zu entfernen. Wurden frueher Belebungsanlagen noch aufgrund von vorwiegend hydraulischen Groessen ausgelegt, so sind heute aufgrund der immer umfangreicheren und strengeren Anforderungen der Abwasserverwaltungsvorschriften an die Reinigungsleistung einer Klaeranlage entsprechend komplexere Dimensionierungsbeziehungen zu beruecksichtigen. Bei der Planung neuer Anlagen, insbesondere fuer hoeherbelastete Abwaesser und Industrieabwaesser, gilt es zudem, neue Entwicklungen wie die Turmbiologie, Hochleistungsreaktoren (Kompaktreaktor, Hubstrahlreaktor, Prallstrahlreaktor) oder den Festbett- und Wirbelschichtreaktor als eine Altemative zum klassischen Belebungsbecken heranzuziehen und zu bewerten. Beim Betrieb werden wegen der steigenden Komplexitaet der Anlage und der erhoehten Anforderungen hinsichtlich der zulaessigen Grenzwerte und der Zahl der zu eliminierenden Schadstoffe sowie im Hinblick auf die Anlagensicherheit und die Ueberwachung der Grenzwerte zunehmend die Moeglichkeiten von on-line Messtechniken und modernen Regelungsstrategien Verwendung finden muessen. Ziel dieses Vorhabens ist es, - ein von der International Association on Water Pollution Research and Control (IAWPRC) entwickeltes mathematisches Modell zur Simulation von kommunalen Abwasserreinigungsanlagen fuer die dynamische Simulation von Anlagen fuer die Reinigung komplexer Abwaesser wie Deponiesickerwaesser und Industrieabwaesser zu erweitern, wobei eine objektorientierte Modellerstellungsumgebung entwickelt werden soll, die es gestattet, alle Projektphasen einer Simulation zu unterstuetzen, und - unter Verwendung der dynamischen Simulation Regelungs- und Optimierungsstrategien fuer komplexe Abwasserreinigungsanlagen unter Einsatz von on-line Messtechniken zu entwickeln. Dabei sollen sowohl analytische Verfahren, als auch sogenannte wissensbasierte Verfahren auf Basis der Fuzzy-Logik und Neuronalen Netze eingesetzt werden mit dem Ziel, dureh Kombination beider Verfahren hybride, adaptive Verfahren zu entwickeln.