Unterverbund 1 - Belebungsanlagen

Bedarf an angepassten Bemessungsansätzen für hohe und niedrige Temperaturen

Trotz verschiedener Untersuchungen zum Einfluss der Temperatur auf die Prozesse der biologischen Abwasserreinigung fehlten bisher angepasste Bemessungsempfehlungen für Belebungsanlagen im hohen Temperaturbereich, sodass weitestgehend auf Bemessungsempfehlungen für den mittleren Temperaturbereich (z. B. nach Arbeitsblatt DWA-A 131 bzw. vormals ATV-DVWK-A 131) zurückgegriffen wurde bzw. diese extrapoliert wurden.

Erweiterung der Bemessungsregeln

Der Unterverbund „Belebungsanlagen“ hat einen an Großanlagen validierten Bemessungsansatz für Belebungsanlagen erarbeitet, der nicht nur einfach anzuwenden ist, sondern für variable Randbedingungen belastbare Empfehlungen zur Dimensionierung und den Betrieb von Praxisanlagen liefert. Dazu sind in einem früheren Projekt entwickelte Ansätze für Bemessungsregeln und Optimierungshinweise erweitert und an Belebungsanlagen im Praxismaßstab validiert worden. Der Schwerpunkt lag dabei auf dem Einfluss der Temperatur und des Salzgehaltes.

Untersuchungen auf großtechnischen Anlagen

Es wurden Kläranlagen in unterschiedlichen klimatischen Regionen analytisch untersucht. Ziel war es, die Genauigkeit vorliegender Bemessungsansätze im jahreszeitlichen Verlauf bei unterschiedlichen Abwasserzusammensetzungen, Temperaturen und Salzgehalten zu validieren und – wenn nötig – wissenschaftlich fundierte Verbesserungen vorzuschlagen.

Untersuchungsstandorte:

Großtechnische Untersuchungen erfolgten in den Vereinigten Arabischen Emiraten. Zusätzlich wurden Daten von Anlagen unter anderem aus Schweden, Spanien, der Türkei und China einbezogen.

Arbeitsschritte:

• Messdatenerhebung: An ausgewählten Praxisanlagen wurden mittels Intensivmessphasen sowie unter Zuhilfenahme von Online-Sensorik in Kombination mit einem Telemetrieservice zur Fernübertragung Messdaten erhoben. Bereits vorhandene Messdaten relevanter Belebungsanlagen sind zur weiteren Auswertung aufbereitet worden.
• Mathematische Simulation: Die Messdaten der Praxisanlagen wurden mit Hilfe eines kalibrierten Belebtschlammmodells ASM3 (Activated Sludge Model) simuliert. Anhand von Szenariorechnungen wurden kritische Lastfälle identifiziert, um darauf aufbauend Sicherheiten abschätzen zu können. Zudem wurde untersucht, wie der Bemessungsalgorithmus bei einer Betriebsüberwachung anhand von 24-h-Mittelwerten bzw. von 2-h-Mittelwerten anzupassen ist.
• Validierung des Bemessungsansatzes: Die entwickelten Bemessungsregeln und Optimierungshinweise sind an den gewonnenen Daten der Praxisanlagen validiert worden. Zu validierende Parameter waren das aerobe Mindestschlammalter, die Überschussschlammproduktion, der Sauerstoffbedarf, CSB- und N-Abbauraten sowie die Denitrifikationsleistung. Bemessungsgrenzen des Arbeitsblatts DWA-A 131 hinsichtlich Temperatur und Salzgehalt konnten herausgearbeitet werden.
• Praktische Umsetzung: Der Bemessungsansatz wurde hinsichtlich der Praxistauglichkeit überprüft und weiter angepasst. Planerische Aspekte und Empfehlungen zur Überführung von Bemessungsergebnissen in eine Planungsgrundlage konnten erarbeitet werden.

Projektpartner:

Ruhr-Universität Bochum,
Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik
Universitätsstr. 150, 44801 Bochum
www.siwawi.rub.de
Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Marc Wichern, marc.wichern@rub.de
Dipl.-Ing. Daniel Herzer, daniel.herzer@rub.de

Emscher Wassertechnik GmbH
Brunnenstr. 37, 45128 Essen
www.ewlw.de
Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Holger Scheer, scheer@ewlw.de
Dipl.-Ing. Peter Wulf, wulf@ewlw.de

Hach-Lange GmbH
Willstätterstr. 11, 40549 Düsseldorf
de.hach.com
Ansprechpartner:
Danny Jung, danny.jung@hach.com