Mikroschadstoffe.NRW Möglichkeiten der Spurenstoffelimination in

Kompetenzzentrum
Mikroschadstoffe.NRW
Möglichkeiten der Spurenstoffelimination
in der Kläranlage Ennigerloh
Verfahrensschritte zur
Mikroschadstoffentfernung
Vorbehandlung
Mikroschadstoffentfernung
Nachbehandlung
keine
PAK-Adsorption
GAK-Adsorption
Ozonung
keine
Art des Projekts:
Machbarkeitsstudie zur möglichen Spurenstoffelimination auf der Kläranlage Ennigerloh mittels PAK-Adsorption,
GAK-Adsorption und Oxidation durch Ozon.
Anlagenbeschreibung:
Die Kläranlage Ennigerloh ist eine einstufige Abwasserreinigungsanlage mit konventioneller mechanischbiologischer Reinigung und Kaskadendenitrifikation. Zur
Schlammbehandlung dient die anaerobe Stabilisierung.
Der Kläranlagenablauf wird in den Biesterbach geführt,
der nach wenigen Kilometern in die Angel mündet, die
einen unbefriedigenden ökologischen Zustand aufweist.
Einwohnerwert (Ist):
Einwohnerwert (Ausbau):
Jahresabwassermenge:
Jahresschmutzwassermenge:
Frischwassermenge:
Bemessungszufluss 4. Reinigungsstufe:
Ablaufwerte der Kläranlage:
CSBmax:
Pmax:
22.000 E
30.000 E
2,18 Mio. m³/a
1.354.430 m³/a
1.807.430 m³/a
309,25 m³/h
43 mg/L
0,313 mg/L
2 Veranlassung und Ziele
Die Spurenstoffakkumulation in der Umwelt gerät immer
mehr in den Fokus. Es ist bekannt, dass ein Großteil der
Kläranlagen eine Vielzahl der Mikroschadstoffe in die
aquatische Umwelt emittiert, da die herkömmlichen Reinigungsstufen für eine Mikroschadstoffelimination nicht
ausreichen.
Die Kläranlagenbetreiber der Stadt Ennigerloh bewerten
anhand dieser Machbarkeitsstudie ihre Situation und denken über eine Inanspruchnahme einer Förderung nach,
um ihre Anlage ggf. nachzurüsten. Nach Beurteilung der
aktuell erstellten Energieanalyse, in der über eine Aufgabe
der Kläranlage Westkirchen und die Überleitung des Abwassers zur Kläranlage Ennigerloh nachgedacht wird, befasst sich der Betreiber nun mit dem möglichen Ausbau
einer vierten Reinigungsstufe.
3 Begleitende Forschung
In der Machbarkeitsstudie wurden die derzeit bekannten
Verfahren zur Mikroschadstoffelimination verglichen und
bewertet. Zudem wurde über alternative Verfahren bzw.
Verfahrenskombinationen nachgedacht. Es stellte sich
heraus, dass bei der PAK-Adsorption auf ein separates
Sedimentationsbecken verzichtet werden kann und dass
eine Tuchfiltration für die PAK-Abscheidung ausreicht.
Aufgrund dieser Erkenntnisse wurde eine Variante vorgeschlagen, welche hinsichtlich der Abfolge der einzelnen
Verfahrensstufen und der verfahrenstechnischen Abläufe
(ohne Sedimentationsbecken) bislang noch nicht zur
Mikroschadstoffelimination eingesetzt wurde.
Bei der Vorzugsvariante wird PAK zunächst in einem
Kontaktreaktor mit dem Wasser vermischt. Anschließend
wird sie dem behandelten Wasser durch einen Tuchfilter
ohne vorgeschaltetes Sedimentationsbecken wieder entnommen. Die vom Tuchfilter abgesaugte PAK wird dann in
die Belebungsbecken rezirkuliert, wodurch eine erhöhte
Eliminationsrate der Mikroschadstoffe zu erwarten ist und
die für die Abwasserabgabe relevanten Parameter weitergehend reduziert werden können.
Kläranlage Ennigerloh (ELWAS-WEB, 2014)
Ennigerloh
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Mikroschadstoffe.NRW
4 Angewandte Technologien
7 Verfügbare Dokumente und Quellen
Untersuchte Varianten:
•Variante 1.1: PAK-Adsorption im Kontaktbecken mit
anschließender Sedimentation und Filtration mittels
Tuchfilter
•Vorzugsvariante 1.2: PAK-Adsorption im Kontaktbecken mit anschließender Filtration mittels Tuchfilter
und Rezirkulation in die Belebungsbecken
•Variante 1.3: PAK-Adsorption im Belebungsbecken mit
anschließender Filtration mittels Tuchfilter nach der
Nachklärung
•Variante 2: GAK-Adsorption mittels DynaSand-Carbonfilter
•Variante 3: Ozonung mit anschließender Filtration
mittels DynaSand-Filter
Harmjanßen, K., Rummler, M. (2014): Möglichkeiten der
Elimination anthropogener Spurenstoffe in der Kläranlage
Ennigerloh. Havixbeck.
Die Variante 1.2 hat sich nach intensiver Kosten- und
Nutzenbetrachtung durchgesetzt. Bei weitergehender
Planung sollte ein möglicher Ausbau zur Variante 1.1
einbezogen werden, da es derzeit keine vergleichbare
großtechnische Anlage gibt, die ohne ein Sedimentationsbecken betrieben wird.
8 Einrichtungen, Organisationen
und Kontaktpersonen
Für alle Varianten der PAK-Adsorption wurde zur PAK-Abscheidung die Tuchfiltration vorgesehen. Bei allen Varianten wurde auf eine zusätzliche Polymerzugabe verzichtet.
Studien haben ergeben, dass diese keine Verbesserung hinsichtlich der Spurenstoffelimination und PAK-Abscheidung
bewirkt (Pinnekamp, 2012; Zwickenpflug et al., 2010).
Pinnekamp, J. (2012): Ertüchtigung kommunaler Kläranlagen, insbesondere kommunaler Flockungsfiltrationsanlagen
durch den Einsatz von Aktivkohle. RWTH Aachen, Aachen.
Zwickenpflug, B., Böhler, M., Sterkele, B., Joss, A., Siegrist,
H., Traber, J., Gujer, W., Behl, M., Dorusch, F., Hollender,
J. (2010): Einsatz von Pulveraktivkohle zur Elimination
von Mikroverunreinigungen aus kommunalem Abwasser.
Eidgenössische Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und Gewässerschutz, Dübendorf.
Betreiber:
• Stadt Ennigerloh
Marktplatz 1
59320 Ennigerloh
Planung:
• Ingenieurbüro Rummler + Hartmann GmbH
Hohenholter Straße 14 a
Förderung:
5 Kosten und Wirtschaftlichkeit
Die jährlichen Betriebskosten der einzelnen Varianten wurden im Rahmen der Machbarkeitsstudie anhand mittlerer
Kostenannahmen ermittelt. Zusätzlich wurden die minimalen und maximalen Betriebskosten im Rahmen einer
Sensitivitätsanalyse aufgeführt.
Die Investitionskosten aller Varianten lagen zwischen 1,32
und 2,88 Mio. Euro. Variante 1.2 lag bei 2,40 Mio. Euro. Bei
den laufenden Jahreskosten ergab sich eine Preisspanne
von 260.000 Euro/a bis 390.000 Euro/a. Hier lag die
Variante 1.2 bei 260.000 Euro. Die spezifischen Kosten,
bezogen auf die Frischwassermenge, lagen zwischen 36
und 51 Cent/m³ (36 Cent/m³ bei Variante 1.2), wobei eine
Reduktion der Abwasserabgabe in den Kostenschätzungen
nicht berücksichtigt wurde.
6 Betriebserfahrungen und Erkenntnisse
9 Impressum
Kompetenzzentrum
Mikroschadstoffe.NRW
Tel. (0221) 57402 - 53
[email protected]
www.kompetenzzentrum-mikroschadstoffe.de
Landesverband
Nordrhein-Westfalen
Tel. (0201) 104 - 2146
[email protected]
www.dwa-nrw.de
Zur Vorzugsvariante 1.2 gibt es derzeit keine großtechnischen Betriebserfahrungen. Verschiedene Studien weisen
darauf hin, dass sich die angewendeten Verfahren der
Variante 1.2 sehr gut zur Spurenstoffelimination eignen
(Pinnekamp, 2012; Zwickenpflug et al., 2010). Diese
Variante ist, im Vergleich zum derzeit häufig umgesetzten
AFSF-Verfahren, wesentlich günstiger. Die zu erwartende
Eliminationsrate sollte vergleichbar sein.
Ennigerloh, Stand: 20.08.2015

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