Unterverbund 2 - Belüftungstechnik

Optimierung von Belüftungssystemen

Belüftungssysteme sind die Hauptenergieverbraucher bei der biologischen Abwasserbehandlung. Im Rahmen des Vorhabens sind diese Systeme für den Einsatz in kalten und warmen Klimaten energetisch optimiert worden. Eines der maßgebenden Ziele war ein im Vergleich zu den bisher geltenden Bemessungsregeln (z. B. DWA-Merkblatt 229) detaillierterer Berechnungsansatz zur Ermittlung der erforderlichen Sauerstoffzufuhr unter Berücksichtigung der Wassertemperatur.

Relevante Einflussgröße

Für diesen erweiterten Bemessungsansatz wurde vor allem der Grenzflächenfaktor a (Verhältnis der Belüftungskoeffizienten bei Abwasser und Reinwasser) in Abhängigkeit der Wassertemperatur unter Berücksichtigung typischer abwassertechnischer Parameter untersucht.

Versuchsanlagen und -durchführung

Es wurden praxisnahe Untersuchungen an Containeranlagen, die direkt mit großtechnischen Anlagen gekoppelt waren, durchgeführt. Dazu sind drei in einem Container untergebrachte Versuchssäulen neben Belebungsbecken positioniert und parallel neben den Becken mit realem Abwasser beschickt worden. Die Versuchssäulen simulierten somit Segmente der großtechnischen Anlagen.

Standorte und Projektpartner in China

Die Durchführung der praktischen Untersuchungen erfolgte in Zusammenarbeit mit der Tongji University Shanghai und der Qingdao Technological University  nacheinander auf zwei lokalen Kläranlagen in China.

Arbeitsschritte:

• Bestimmung des α-Werts Der Grenzflächenfaktor, der das Verhältnis zwischen Abwasser und Reinwasser beschreibt, wurde in Abhängigkeit von der Abwassertemperatur und weiteren Einflussgrößen, wie dem Anteil oberflächenaktiver Substanzen, bestimmt.
• Untersuchung der zeitlichen Variabilität des α-Werts Damit ist der Einfluss der schwankenden Zulauffracht auf die Sauerstoffzufuhr in Abhängigkeit von der Wassertemperatur verifiziert worden.
• Bestimmung der Sauerstoffverbrauchsrate in Abhängigkeit der Abwassertemperatur, da die erforderliche Sauerstoffzufuhr im Betrieb auch durch den mikrobiellen Sauerstoffverbrauch beeinflusst wird.
• Untersuchung der Zusammenhänge zwischen den Parametern Abwassertemperatur, Belüftungsintensität und den Schlammabsetzeigenschaften. Ziel war es, den Einfluss der Wassertemperatur auf die Schlammabsetzeigenschaften vor dem Hintergrund einer Minimierung des Feststoffanteils im Ablauf zu untersuchen.
• Validierung bereits bekannter Abhängigkeiten zwischen dem a-Wert und dem organischen Trockensubstanzgehalt bzw. des hydrostatischen Flockenvolumens des Belebtschlamms.

Projektpartner:

Technische Universität Darmstadt, Institut IWAR, Fachgebiet Abwassertechnik
Petersenstraße 13, 64287 Darmstadt
www.iwar.bauing.tu-darmstadt.de
Ansprechpartner:
Prof. Dr.-Ing. Martin Wagner, m.wagner@iwar.tu-darmstadt.de
M.Sc. Stephan Sander, s.sander@iwar.tu-darmstadt.de

Aqseptence Group GmbH (bis 2016: Bilfinger Water Technologies GmbH)
Passavant-Geiger-Straße 1, 65326 Aarbergen
www.water.bilfinger.com
Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Jiansan Zhang, jiansan.zhang@bilfinger.com