GAK im Schwebebett – Verfahrensevaluation auf der STEP Delémont und Umgebung

Zusammenfassung

Die vorliegende Studie wertet den Betrieb des Carboplus-Verfahrens (GAK im Schwebebett) auf der ARA Delémont und Umgebung (im Folgenden STEP Delémont) aus. Die Studie wurde über einen Zeitraum von etwa einem Jahr zwischen Ende 2023 und Ende 2024 durchgeführt und wertet die Elimination organischer Mikroverunreinigungen, diverser Summenparameter, Aktivkohlerückhalt, die Einhaltung des Gewässerschutzgesetzes (GSchV) und das Betriebsverhalten unter verschiedenen Wetterbedingungen aus. Das Verfahren auf der STEP Delémont besteht aus drei parallel betriebenen Schwebebett-Reaktoren (CBP1, CBP2, CBP3). Die Reinigungsleistung wurde anhand der gesetzlichen Vorgaben bewertet und mit einer ähnlichen Anlage (STEP Penthaz) verglichen. Die wichtigsten Ergebnisse sind:

Elimination von Mikroverunreinigungen:

• Trockenwetter: Das Verfahren erreichte zuverlässig das regulatorische Ziel einer Elimination von >80% der Leitsubstanzen. Es ist davon auszugehen, dass die Diclofenac-Konzentrationen im Vorfluter nach der Verdünnung unter dem Schweizer Gewässergrenzwert bleiben.
• Regenereignisse: Die Eliminationsleistung nahm während Regenwetterzulauf ab. Diese Abnahme war wahrscheinlich auf eine verkürzte Kontaktzeit und die Verdünnung des Abwassers zurückzuführen.
• GAK-Dosierung: Eine Variation der GAK-Dosierung (im Bereich von 10.5 – 15 mg/l) zeigte keinen unmittelbaren Einfluss auf die Eliminationsleistung, möglicherweise aufgrund der langen Verweildauer der Aktivkohle im System (>200 Tage).

Aktivkohlerückhalt:

• Das System zeigte einen hohen Aktivkohlerückhalt (94 – 100%) und erfüllte im Mittel den vom VSA empfohlenen Wert von 96%. Die durchschnittliche Aktivkohlekonzentration im Ablauf betrug 0.26 mg/l.
• Einfluss Regenwetter: Der Aktivkohlerückhalt blieb auch bei hohen Durchflussgeschwindigkeiten bei Regenereignissen hoch.

Betrieb:

• Die Betthöhen schwankten und stiegen nach Regenfällen aufgrund der Ansammlung von Schwebstoffen (GUS) im Filterbett an, was regelmässige Rückspülungen erforderlich machte.

Praktische Betriebsempfehlungen:

Auf Grundlage der Projektergebnisse und der praktischen Betriebserfahrungen werden die folgenden Parameter empfohlen, um eine Reinigungsleistung von 80% für die Leitsubstanzen, eine ausreichende Elimination von Diclofenac sowie einen genügenden Aktivkohlerückhalt (insbesondere während der Einfahrphase) sicherzustellen:

• Dosierung von 1.8 mgGAK/mgDOC (ca. 12–13 mg/l bei typischen DOC-Werten), um eine Sicherheitsmarge für eine konstant hohe Leistung zu gewährleisten.
• Hydraulik: Eine Begrenzung der hydraulischen Filtergeschwindigkeit auf maximal 11–12 m/h gewährleistet eine ausreichende Kontaktzeit (ca. 6–8 min EBCT).
• Filterbetthöhe im Ruhezustand im Bereich von 1.6–1.8 m (in Schwebe: 2.0–2.7 m).

Schlussfolgerungen: Das Verfahren GAK im Schwebebett ist ein ausgereiftes Verfahren, das die gesetzlichen Anforderungen erfüllt. Allerdings nimmt die Elimination von Mikroverunreinigungen bei Regenwetter und hohem Durchfluss ab. Kleine kurzfristige Anpassungen der GAK-Dosis führen aufgrund der Trägheit des Systems nicht unmittelbar zu höheren Eliminationsraten. Für weitere Optimierungen könnten zweistufige Verfahrensführungen untersucht werden, wie beispielsweise die Dosierung von verbrauchter GAK in die biologische Behandlung.

• Publikationsjahr:  2026

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