Dosierung von Pulveraktivkohle vor einen nitrifizierenden Biofilter auf der ARA Freiburg – grosstechnischer Versuch zur Elimination von organischen Spurenstoffen

TRIFORM, 2018

Schlussbericht (Französisch) von M. Horisberger (TRIFORM) et al. für die ARA Freiburg.

Kurzfassung auf Deutsch von M. Horisberger (TRIFORM) in Zusammenarbeit mit der VSA-Plattform

Zusammenfassung

Die Revision des GSchG und der GSchV, sowie die Planung des Kantons Freiburg sehen vor, dass die ARA Freiburg bis 2025 mit einer zusätzlichen Stufe zur Behandlung der Mikroverunreinigungen ausgestattet wird. In diesem Zusammenhang hat die Stadt Freiburg das Ingenieurbüro Triform SA beauftragt, eine Vorstudie durchzuführen. Im Zuge der Variantenstudie wurde die Notwendigkeit von Versuchen der Dosierung von Pulveraktivkohle (PAK) auf die bestehenden nitrifizierenden Biofiltern klar. Die Durchführung dieser Versuche an der ARA Freiburg erfolgte von November 2016 bis Juli 2017 und ist Teil dieses Berichts.

Ziel war, einerseits die Möglichkeit zu untersuchen, die bestehenden Bauwerke als Kontaktreaktor mit PAK Dosierung zu verwenden und anderseits die Leistungsfähigkeit und die operationellen Parameter zu bestimmen. Ausserdem musste auf Grund der besonderen Konfiguration der ARA Freiburg, mit nitrifizierenden Biofiltern des Typs Biofor® als letzte Etappe (nach Belebungsverfahren und Nachklärung), die Rückhaltungkapazität der Filter in Bezug auf die PAK ermittelt werden.

Einer der Acht bestehenden Biofor®-Filter wurde mit einer automatischen Dosierung von PAK und Koagulationsmittel (Eisenchlorid) ausgestattet. In Laborversuchen wurde die Norit SAE Super als PAK ausgewählt. Durchflussmenge, Trübung, Temperatur und UV- Absorption bei 254nm am Ein- und Ausgang des Filters wurden gemessen.

Versuchsreihe mit Dosierungen von 0, 1.5, 15 und 10 g PAK / m3 wurden realisiert. Dies entspricht im Mittel etwa 0, 0.2, 2.2 und resp. 1.4g PAK / gDOC. Proben zur Bestimmung der Mikroverunreinigungen wurden vor der Vorklärung, sowie im Ein – und Ausgang des Biofor®-Tests genommen. Im Ist-Zustand wurden Eliminationsraten von im Mittel 17% im Belebungsverfahren und 4% im Biofor®-Test beobachtet. Raten zwischen 75% und 83% mit einer Dosierung von 10 g PAK / m3, beziehungsweise zwischen 82% und 91% mit einer Dosierung von 15 g PAK / m3 wurden beobachtet. Der durch die GSchV vorgeschriebene Reinigungseffekt von 80% in der gesamten Anlage (zwischen Einlauf und Auslauf der ARA) wird mit diesen Dosierungsmengen erreicht. Die Rückführung eines PAK-Anteils durch sowohl das Rückspülwasser des Biofor®-Tests in den Eingang der Vorklärung, als auch das nitrifizierte Abwasser in die Biologie zeigten eine Verbesserung der Eliminationsraten im Belebtschlamm und im Biofor®-Test.

Während der Versuche wurde keine Störung der Nitrifikation im Biofor®-Test durch die PAK beobachtet. Die Abflusswerte von den gesamten ungelösten Stoffen (GUS) wurden ebenfalls eingehalten, obwohl die Belastung von GUS+PAK die Dimensionswerte überschritt. Eine Tendenz der Erhöhung der Trübungs-und GUS-Werte im Auslauf wurde während der Dosierung erfasst, auch wenn die Schwankung geringer war als manche Variationen ausserhalb der Versuche. Im Zuge eines VSA- Projektes in Zusammenarbeit mit der Fachhochschule Nordwestschweiz (FHNW) wurden thermogravimetrische Analysen zur Bestimmung des Anteils von PAK am GUS-Abfluss durchgeführt ; der Kohleanteil in GUS ist 17 ± 2 %.

Die Rückspülfrequenz des Biofor®-Tests wurde während der Versuche nicht verändert. Keine unerwünschte Anreicherung von Kohle wurde bemerkt. Der Betriebsdruck blieb stabil und im Rahmen der Werte aus dem normalen Betrieb ohne PAK-Dosierung.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Benutzung von Biofor®-Filtern als Kontaktreaktoren für die Elimination von Mikroverunreinigungen mit Pulveraktivkohle im Kontext der ARA-Freiburg als geeignet erscheint. Es muss einzig noch geprüft werden, wie hoch ist der Anteil an Aktivkohle an den GUS im Ablauf. Ein ergänzender Bericht wird dies erläutern und die Notwendigkeit einer zusätzlichen Filtration vor der Einleitung abwägen.

  • Publikationsjahr:  2018

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