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Innovationen in der Abwasserbehandlung
04.03.2003
Flockungs- und Konditionierungsprozesse werden in vielen technischen Anwendungen als Verfahrensstufen eingesetzt. In der Abwassertechnik beispielsweise wird die Effizienz der maschinellen Entwässerung oder der Abtrennung bestimmter Inhaltsstoffe entscheidend von der Flockung beeinflusst. CUTEC hat Verfahren entwickelt, die Flockungsprozesse charakterisieren, die Konditionierung optimieren und regeln.
In einem photooptischen Messverfahren arbeitet der neuartige Flockungssensor als Reflexionsmessgerät, eine digitale Zeilenkamera analysiert online das geflockte Partikelsystem. Dieses Verfahren wurde auf einer kommunalen Kläranlage an einer Entwässerungsanlage im Pilotmaßstab erfolgreich getestet: Erstmalig kann der Grad der Entwässerung vorhergesagt werden, da eine Korrelation zwischen Sensorberechnung und Entwässerungsverhalten der eingesetzten Klärschlämme besteht. Die berechneten Werte sind prozessspezifisch und können kalibriert werden. Neben einer Qualitätskontrolle, ist auch eine Prozessregelung durch den Sensor realisierbar.
Auf Grundlage der Sensorergebnisse wurde ein zweistufiger Flockungsreaktor mit vier Freiheitsgraden entwickelt. In einem Turbo-Mischer wird zunächst das Flockungsmittel homogen in das Medium eingebracht, danach wird im Reaktor eine spezifische Flockenstruktur ausgeprägt. Die Regelung des Flockungsreaktors durch den Sensor erlaubt eine prozessgerechte Flockenausbildung trotz laufender Änderungen der Schlammeigenschaften. Höhere Entwässerungsleistungen und geringerer Flockungsmittelverbrauch garantieren einen ökonomisch optimierten Betrieb der Schlammentwässerung und -Entsorgung. Entsprechende Patente sind angemeldet.
CUTEC bietet Unternehmen und Verbänden zielgerichtete Unterstützung und Kooperation in umweltrelevanten Bereichen an. Die optimierte Schlammbehandlung ist ein Beispiel für die vielseitigen, innovativen und anwendungsnahen Technologieentwicklungen. Die vorgestellten Verfahren können auf andere Branchen und Anwendungen übertragen werden.
Die Anforderungen an die kommunale Abwasserbehandlung sind vielfältig. Dabei nimmt die Verringerung der Stickstofffracht eine herausragende Stellung ein. Begrenzender Faktor der konventionellen biologischen Verfahren, insbesondere bei niedrigen Temperaturen, ist die vergleichsweise geringe Wachstumsrate der nitrifizierenden Organismen. So kann das erforderliche Schlammalter nur in ausreichend dimensionierten Belebungsbecken gewährleistet werden.
Um die Aufwendungen der biologische Reinigung herkömmlicher Kläranlagen, speziell für die Belüftung, zu reduzieren, werden zahlreiche Immobilisierungstechniken eingesetzt. Diese sollen das Auswaschen der Nitrifikanten verhindern. In der Praxis bietet man den Mikroorganismen geeignete Anwuchsflächen zur Bildung von Biofilmen, deren Zusammensetzung i. A. abhängig von der Prozessführung und vom Abwasser ist.
Das neuentwickelte kostengünstige Einschluss-Immobilisat LentiKat® der Firma geniaLab, Braunschweig, eröffnet einen neuen Weg in der Abwasserbehandlung. Verhinderten bisher finanzielle Gründe den Einsatz von Einschlussimmobilisaten, so kann die Stickstoffelimination nun mit vergleichsweise niedrigen Investitions- und Betriebskosten erreicht werden. LentiKats® bestehen aus einem Gel, in das extern gezüchteten Nitrifikanten unter milden Bedingungen eingeschlossen werden. Die entstehenden linsenförmigen Immobilisate haben einen Durchmesser von 3-4 mm und eine Dicke von 200-400 µm.
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