Pascal Wunderlin, Eawag und VSA-Plattform - i-net

Elimination von Mikroverunreinigungen
auf Kläranlagen – Grundlagen, Verfahrenstechnik und erste Erfahrungen
Pascal Wunderlin
Koordinator VSA-Plattform «Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen»
i-net Veranstaltung, 22.9.2015, Basel
Abegglen, C. und Siegrist, H. (2012)
Swiss Water
Pollution Control
Association
Associazione svizzera
dei professionisti
della protezione
delle acque
Association suisse
des professionnels
de la protection
des eaux
Verband Schweizer
Abwasser- und
Gewässerschutzfachleute
Massnahmen gegen den Eintrag von
Mikroverunreinigungen: Abwasserreinigungsanlagen
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Kläranlage Bachwis, Herisau
Erste Schweizer Pulveraktivkohle-Stufe
Filtration
PAK Behandlung
Herisau: Kläranlagenablauf, Dezember 2008
Schaum & Farbe: Textilindustrie
Station d’épuration de Herisau:
première STEP en Suisse avec CAP
Sedimentation
Biologische
Behanldung
Foto: H. Messmer, August 2015
Foto: A. Joss
1
Herisau: Kläranlagenablauf, August 2015
TECHNISCHE GRUNDLAGEN ZU DEN
VERFAHREN: Ozon und Aktivkohle
PLATTFORM «VERFAHRENSTECHNIK
MIKROVERUNREINIGUNGEN»: Eine
zentrale Anlaufstelle
Foto: H. Messmer
Foto: H. Messmer
TECHNISCHE GRUNDLAGEN ZU DEN
VERFAHREN: Ozon und Aktivkohle
PLATTFORM «VERFAHRENSTECHNIK
MIKROVERUNREINIGUNGEN»: Eine
zentrale Anlaufstelle
Foto: H. Messmer
Biologische Verfahren – Elimination ist
nicht ausreichend
»
»
»
Elimination meist durch biologischen Abbau
Sehr hohe Schlammalter erhöhen die
Elimination nicht wesentlich
Unzureichende Elimination von
Mikroverunreinigungen in heutigen Kläranlagen
Foto: H. Messmer, August 2015
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Ozonung - Allgemeines
Oxidative Verfahren (Ozon) - Funktionsweise
Verdampfer
Sauerstofftank
Ozongenerator
Nachklärung
Sandfilter
Ozonungsreaktor
In biologische Stufe
»
»
»
»
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Stoffumwandlung (Reaktionsprodukte)
 biologische Nachbehandlung
Sicherheit (Ozon ein Reizgas)
Platzsparend
Wenig Wechselwirkungen mit
bestehender Kläranlagen
Abegglen, C. und Siegrist, H. (2012)
Abgasbehandlung
Ozone Diffusor
(Quelle: www.neugut.ch)
Impressionen Ozonung – Kläranlage Neugut
O2-Tank & Verdampfer
O2-Anlieferung
Ozonreaktor mit 2
Eintragsregister mit
total 116 KeramikDiffusoren
Ozonreaktor
Sauerstofftank
(Quelle: www.neugut.ch)
Bild-Quellen: ARA Neugut; Folie: M. Böhler
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Spurenstoffelimination –
Abhängig von der Ozon-Dosis
Adsorptive Verfahren (Aktivkohle) –
Funktionsweise
Abegglen, C. und Siegrist, H. (2012);
Daten aus Hollender et al. (2009)
14
http://www.desotec.com/de/aktivkohle/
13
Aktivkohle - Verfahrenstechnik
Impressionen zur PAK-Anwendung
PAK-Lagerung
Benetzung und
Dosierung
PAK Sedimentation
Fäll- und HilfsMittel-Dosierung
Kontaktreaktor
Kontaktreaktor
PAK-Abtrennung
Kontaktreaktor
Überschuss: Rezirkulation
oder Entsorgung
»
»
»
»
Rezirkulation
Adsorption
PAK-Abtrennung: grosse Verfahrensvielfalt
Beladene PAK muss entfernt werden
Wechselwirkungen mit bestehender Anlage
Abegglen, C. und Siegrist, H. (2012)
Biologische Stufe
Klärwerk Langwiese in Ravensburg
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Klärwerk BöblingenSindelfingen
16
4
Kläranlage Bachwis, Herisau
Erste Schweizer Pulveraktivkohle-Stufe
Kläranlage Bachwis, Herisau
Erste Schweizer Pulveraktivkohle-Stufe
PAK Behandlung
Filtration
Silo
Sedimentation
Kontaktreaktor
Foto: H. Messmer, August 2015
Spurenstoffelimination –
Abhängig von der PAK-Dosis
Folie: A. Joss / Photo : H. Messmer, August 2015
Pulveraktivkohle-Dosierung auf den Filter
Abegglen & Siegrist, 2012
Untersuchungen
» Eawag: Pilotmassstab
» ARA Kloten-Opfikon: grosstechnisch, mit Rückführung in Biologie
» ARA Ergolz (Projekt Aktifilt): grosstechnisch, stabiler Betrieb über > 1
Jahr
Abegglen, C. und Siegrist, H. (2012); Daten aus Margot et al. (2010), Zwickenpflug et al. (2010), Böhler et al. (2011), Kienle
et al. (2011)
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5
Pulveraktivkohle-Dosierung auf den Filter
Abegglen & Siegrist, 2012
Untersuchungen
» Eawag: Pilotmassstab
» ARA Kloten-Opfikon: grosstechnisch, mit Rückführung in Biologie
» ARA Ergolz (Projekt Aktifilt): grosstechnisch, stabiler Betrieb über > 1
Jahr
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Grosstechnische GAK Versuche
auf der ARA Bülach-Furt
»
»
»
»
Gröbere Körnung als Pulveraktivkohle
Adsorption
Beladene GAK muss regeneriert werden
Noch unklar, ob dieses Verfahren wirtschaftlich ist
Abegglen, C. und Siegrist, H. (2012)
Granulierte Aktivkohle - Verfahrenstechnik
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http://www.desotec.com
/de/aktivkohle/
Impressionen Ausbau Filtermaterial
Nachklärbecken
Belebung (Nitrifikation)
Sandfiltration: Sand
ersetzt mit GAK (2
von 6 Filtern)
Vorklärbecken
Folie: A. Joss
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6
Impressionen Einbau Granulierte Aktivkohle
Weitere Verfahren
Dichte Membranen (Nanofiltration, Umkehrosmose):
» 10-25% des Wassers fallen als Konzentrat an 
Weiterbehandlung / Entsorgung
«Advanced oxidation processes»:
» Ozon + H2O2, Ozong + UV, UV + H2O2, …
Ferrat (Oxidationsmittel):
» Eisen wird reduziert  Spurenstoffabbau (Oxidation)
» Eisen(III)  P-Fällung
TECHNISCHE GRUNDLAGEN ZU DEN
VERFAHREN: Ozon und Aktivkohle
PLATTFORM «VERFAHRENSTECHNIK
MIKROVERUNREINIGUNGEN»: Eine
zentrale Anlaufstelle
Foto: H. Messmer
26
VSA-Plattform «Verfahrenstechnik
Mikroverunreinigungen»
www.micropoll.ch
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 Diese Verfahren sind entweder noch in Entwicklung,
oder nicht konkurrenzfähig zu PAK / Ozon
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Verband der Schweizer Abwasser- und
Gewässerschutzfachleute (VSA)
Verband der Schweizer Abwasser- und
Gewässerschutzfachleute (VSA)
5 Centres des Compétences (CC)
5 Centres des Compétences (CC)
Abwasserreinigung
Abwasserreinigung
Industrie und
Gewerbe
Industrie und
Gewerbe
Gewässer
Gewässer
Kanalisation
Kanalisation
Siedlungsentwässerung
Siedlungsentwässerung
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Aqua et Gas, Nr. 2, 2015
Fokus und Aufgaben der Plattform
Plattform
«Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen»
Leitungsteam
Bafu, Eawag, VSA
Arbeitsgruppe
Projekte
- Anlagenbauer & Ausrüster
- Kläranlagenbetreiber
- Forschung
- Gewässerschutzfachstellen
- Ingenieurbüros
Korrespondierende
Mitglieder
Aqua et Gas, Nr. 2, 2015
Haben Sie Fragen?
Plattform
«Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen»
Kommunikation, Information
(Kurse, Exkursionen, Hompage, Newsletter,…)
Erfahrungsaustausch
 Kontakt zur
Praxis
 Tagungen
 Sorgentelefon
 Workshops
 Internationaler
Austausch
 …
Kompetenzaufbau
 Fachliche
Begleitung von
Projekten
 Unterstützung
von Betreibern
 Beratung der
Akteure
 …
Bearbeitung
offener Fragen
 Priorisierung &
Bearbeitung
 Initiieren von
Untersuchungen
 Lösungen für
Umsetzungen
 …
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8
ZUSAMMENFASSUNG
Vielen Dank für Ihre
Aufmerksamkeit




Kläranlagen wichtige Massnahme für
Gewässerschutz
Technisch machbar & finanziell tragbar
Ozon, Aktivkohle (PAK, GAK) sind erprobte
Verfahren, eliminieren eine grosse Bandbreite an
Spurenstoffen, weiterer Forschungsbedarf (GAK,
Ferrat)
Erste grosstechnische Umsetzungen werden
realisiert
VSA Plattform als zentrale Anlaufstelle für Akteure
Herisau: Kläranlagenablauf, August 2015
 Elimination der Mikroverunreinigungen auf
www.micropoll.ch
[email protected]
Foto: H. Messmer
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