Behandlung von Mikroverunreinigungen durch Dosierung von PAK im Belebtschlamm einer MBR-Anlage – Abschliessender Bericht zu den Teststudien in der Kläranlage von Locle

RIBI AG, 2014

Schlussbericht der RIBI AG im Auftrag des Service de l’Energie et de l’Environnement des Kantons Neuenburg und mit der Unterstützung von Wabag AG und der Haute Ecole Spécialisée de Suisse Occidentale de Fribourg.

Zusammenfassung

Die Kläranlage von Locle im Kanton Neuenburg arbeitet nach dem Prinzip Monobloc Schreiber, einer Wasserbehandlung auf einem Tropfkörper. Sie verwendet eine Vorbehandlungskette bestehend aus Rechenreinigung, Sandfang sowie einer zweiten Endrechenreinigung. Durch die direkte PAK-Dosierung in den Belebtschlamm einer Kläranlage kann möglicherweise auf eine erweiterte Behandlung nach der biologischen Stufe verzichtet werden. Es könnte also eine MBR-Anlage mit PAK-Dosierung im Belebtschlamm in Betracht gezogen werden. Dazu wurden zwei Test-MBR-Anlagen parallel installiert:

• eine große MBR-Anlage (7,8 m³), die die Funktion der Membranen und der biologischen Stufe darstellt

• eine kleine MBR-Anlage (0,5 m³), die nur die Funktion der biologischen Stufe darstellt

Die Pilotstudien wurden für über 6 Monate in der Kläranlage von Locle durchgeführt. Zwei Container mit jeweils einer Pilotanlage wurden Ende Januar installiert. Beide verwenden das MBR-Behandlungsverfahren (Membranbioreaktoren). Das Prinzip besteht darin, Abwasser mit einem Belebtschlamm mit höheren Konzentrationen als bei einer klassischen Kläranlage zu behandeln (6 – 8 g/l). Das geklärte Wasser wird dann durch Ansaugung in Tauchmembranen in einem separaten Becken vom Schlamm getrennt.

Zweck der Studien war es, die Effizienz und die Behandlungsbedingungen für Mikroverunreinigungen durch direkte Dosierung von pulverisierter Aktivkohle (PAK) in die biologische Stufe des MBR zu überprüfen. Aufgrund von Ergebnissen aus Experimenten im Labor oder in Kläranlagen mit Behandlung durch Belebtschlamm wurde eine erste Dosierung von 20 mg PAK/l Durchsatz am Eingang definiert. Anschließend konnten wir diese Dosierung aufgrund guter Ergebnisse beim Abbau von Mikroverunreinigungen auf 10 mg PAK/l reduzieren.

Die biologische Behandlung mit einem hohen Schlammalter (gründliche Nitrifizierung) gestattet, zwischen 30 und 40 % der Mikroverunreinigungen abzubauen. Durch die Zugabe von 10 oder 20 mg/l PAK steigt diese Leistung auf 90 %, was den geforderten 80 % weit überlegen ist. Die Leistungen waren für die beiden PAK-Dosierungen (Zeiträume 2 und 3) sehr ähnlich.

Für das Wasser von Locle scheint es jedoch möglich zu sein, Mikroverunreinigungen mit 10 mg PAK/l zu behandeln. Das Wasser am Eingang der Kläranlage enthält viel klares Wasser, was eine Verdünnung bewirkt. Um eine Dimensionierung mit konzentrierteren Abwässern (Trennung) durchzuführen, wird eine Verwendung von 15 mg PAK/l empfohlen.

Auf Membranebene haben die Studien keinen erkennbaren Unterschied zwischen einem Betrieb der Pilotanlagen ohne und mit direkter PAK-Dosierung in der biologischen Stufe gezeigt. Ein MBR mit PAK-Dosierung kann also wie ein normaler MBR im Hinblick auf den Fluss, die Reinigungen und die Belüftung der Membranen ausgelegt werden.

  • Publikationsjahr:  2014

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