Phosphorelimination 1 2 ü Feststoffe ý þ FeSO O H Fe SO ® . PO

Präsentation zum Thema: "Phosphorelimination 1 2 ü Feststoffe ý þ FeSO O H Fe SO ® . PO"—  Präsentation transkript:

1 Phosphorelimination 1 2 ü Feststoffe ý þ FeSO O H Fe SO 25 5 + ® . PO
4 2 3 25 5 + = . ü ý þ Feststoffe PO 4 FePO Fe 3 + - OH ( ) b = × + - Mol Fe PO 3 4 g 56 / P 31 g Fe m g P m -3 1 2 0.55 Typischer Wert: b = Mol Fe3+ / Mol P

2 Simultanfällung Vorfällung Zugabe von FeSO4 Abzug des Schlammes
Zugabe von FeCl3, Al2(SO4)3 VKB

3 Schlammproduktion SP Q Fe = × + ( . ) 1 5 9 D
tot Q Fe P = × + ( . ) 1 5 9 D B SPP = Schlammproduktion als Folge der Phosphat- Fällung in g TSS d-1 SPB = Schlammproduktion als Folge der BSB5 Elimination in g TSS d-1 SPtot = Totale Schlammproduktion in g TSS d-1 Q = Abwasseranfall in m3 d-1 DP = Konzentration des gefällten Phosphors in g P m-3 Abwasser DFe = Konzentration des zudosierten Eisens in g Fe m-3 Abwasser

4 Denitrifikation Denitrifikation heisst die mikrobiologische Reduktion
von Nitrat (NO3-) zu elementarem Stickstoff (N2) Aerobes heterotrophes Wachstum CH O + O 2 CO + H O + Energie 2 2 2 Biomasse Denitrifikation Anoxisches heterotrophes Wachstum 5 4 2 7 CH O H CO N Energie + 3 NO - HCO 3 - + CO + H O + H 2 2

5 Erforderliche Umweltbedingungen

6 O2 Konzentrations- Profile BSB5 NH4+ NO3-

7 Dimensionierung der Denitrifikation
Denitrifikations- Anteil der Erforderliches kapazität g Denitrifikation Schlammalter D bei 10 °C V / V q in Tagen den BB X 0.07 0.2 0.10 0.3 0.12 0.4 0.14 0.5 g = Denitrifikationskapazität des Belebtschlammes in D g NO - -N denitrifiziert pro g BSB im Zulauf. 3 5 V = Volumen des Denitrifikationsbeckens in m 3 Den V = Volumen des ganzen Belebungsbeckens in m 3 BB

8 Längsdurchströmtes Belebungsbecken, vorgeschaltete Denitrifikation,
interne Rezirkulation Zulauf Umwälzung: Denitrifikation Belüftung: Nitrifikation Luft Rezirkulation Ablauf

9 Simultane Nitrifikation - Denitrifikation
Umlaufbecken: Simultane Nitrifikation - Denitrifikation Luft Zulauf Ablauf Umwälzung

10 Nachgeschaltete Denitrifikation
zeichnen Sie die Konzentrationsprofile für BSB5, NH4+, NO3-

11 Ein vereinfachtes biochemisches Modell zur
biologischen Phosphorelimination Anaerobe Prozesse Anoxische und Aerobe Prozesse ortho- Phosphat gelöstes Substrat ortho- Phosphat NO3- O2 Zellwachstum Energie Energie Poly- Substrat Poly Phosphat Poly- Substrat Poly Phosphat

12 Zulauf anaerob anoxisch anoxisch aerob XTSS NO3- PO4 CSBgel

13 Filtration Rückspülung Schlamm- Rohwasser wasser Luft Filtrat
Spülwasser Filtrat

14 Schlamm- wasser Filtrat- Ablauf Sandbett, abwärtsströmend Rohwasser- zulauf Spülluft

15 Schlamm- wasser Rotierende Filtertrommel Zulauf Filtrat

16 Das Tropfkörperverfahren
Pumpe Vorklärung Nachklärung Zulauf Ablauf Rezirkulation Schlammrückführung Schlammabzug

17 Tropfkörper mit Brockenfüllung
Q × BSB B R = 5 V TK BR = Spez. Raumbelastung in g BSB5 m-3 d-1 Q = Zufluss in m3 d-1 BSB5 = BSB5 Konzentration im Zufluss in g m-3 VTK = Volumen der Tropfkörperfüllung in m3 Typische Werte: BR = 400 g BSB5 m-3 d-1 für Abbau von BSB5 = 200 g BSB5 m-3 d-1 für Nitrifikation

18 Nitrifikation im Tropfkörper
BSB5 NH4+ NO3- Abbau der organischen Stoffe Tropfkörper Nitrifikation

19 Tropfkörper mit Kunststofffolien
Q × BSB B A = 5 a × V TK BA = Spez. Flächenbelastung in g BSB5 m-2 d-1 Q = Zufluss in m3 d-1 BSB5= BSB5 Konzentration im Zufluss in g m-3 a = Bewuchsfläche pro Volumen der Tropfkörper- füllung in m2 m-3 VTK = Volumen der Tropfkörperfüllung in m3 Typische Werte: BA = 4 g BSB5 m-2 d-1 für Abbau von BSB5 = 2 g BSB5 m-2 d-1 für Nitrifikation

20 Rotierende Tauchkörper
Das Tauchkörperverfahren Rotierende Tauchkörper mit Bewuchsflächen Vorklärung Nachklärung Zulauf Ablauf Schlammrückführung Schlammabzug

21 Rotierende Tauchkörper (RBC)
Q × BSB B A = 5 A TK BA = Spez. Flächenbelastung in g BSB5 m-2 d-1 Q = Zufluss in m3 d-1 BSB5 = BSB5 Konzentration im Zufluss in g m-3 ATK = Total verfügbare Bewuchsfläche in m2 Typische Werte: BA = g BSB5 m-2 d-1 für Abbau von BSB5 = g BSB5 m-2 d-1 für Nitrifikation

22 Entwicklung der Abwasserreinigung
Grobstoffe Ästetik km TSS Verschlammung km BSB Bakterienwachstum 5 km NH4+ > NO Fischsterben, O km PO4 3- > FePO Seen km NO3- > N Nordsee km PO4 3- > Poly P Ressourcen Global

23 Abwasserreinigung, Überblick
Grobstoffe, Fett, Sand Vorreinigung TSS Sedimentation Vorklärung BSB5 Aerober Abbau BAR klein NH4+ > NO3- Nitrifikation BAR gross NO3- > N2 Denitrifikation BAR grösser PO4 3- > FePO4 Fällung chemisch in BAR PO4 3- > Poly P Biol. P Elimin. BAR grösser TP, TSS Filtration Weitergehende AR

24 Kleinkläranlagen Anlagen für Einzelhäuser und Einzelobjekte (Restaurant, Molkerei, Gewerbebetrieb, ...) Anlagen für abgelegene Weiler und Gemeinde-fraktionen mit wenigen bis max. 500 Einwohnern Kein permanentes Betriebspersonal Grosse Belastungsschwankungen

25 Wirkungsgrad der Anlage für die Elimination von organischen Stoffen
100 % Schwachbelastete Belebungsanlage 80 Schwachbelastete Tropfkörper Belebtschlammanlage 60 anaerobe Reinigung 40 chemische Reinigung 20 nur Sedimentation 1 10 100 Verdünnung des gereinigten Abwassers (Flusswasser / Abwasser)

26 Hydraulische Aufenthaltszeit ca. 10 Tage
Der Abwasserfaulraum: 3 kammerige Grube Zulauf Ablauf Sediment Hydraulische Aufenthaltszeit ca. 10 Tage ca. 3 m3 pro Person

27 Untergrundverrieselung: Ca. 5 m2 pro Person
Entlüftung Faulraum Versickerung von verschmutztem Abwasser mit Reinigung im Bodenkörper ev. Grundwasser

28 Bodenfilteranlage Grundriss Entlüftung Abdichtungsfolie mit Drainage
und Ableitung zur Vorflut

29 Abwasserteiche, Algenteiche, Schönungsteiche
Zulauf Ablauf zur Vorflut Teich 1 Teich 2 Teich 3 Vorreinigung

30 Dynamische Simulation von Belebungsanlagen, Demo
Annahmen: Q = 5000 m3 d Typisches Abwasser Nitrifikation: Sommer bei 20°C Winter bei 10°C Tagesgang im Winter Erweiterung auf Denitrifikation

31 Definition eines Fallbeispiels
Model der biologischen Prozesse Fliessschema der Anlage Zulaufkonzentrationen Stationärer Zustand / Anfangsbedingungen Tagesgang der Konzentrationen definieren Dynamische Berechnung Betriebsstrategien / Steuerung / Regelung