Verfahrensführungen GAK

GAK-Filtration

Die GAK-Filtration stellt zunehmend eine Verfahrensalternative dar, beispielsweise wo eine PAK-Rückführung in die Biologie nicht möglich und/oder das Abwasser für eine Ozonung ungeeignet ist. Bestehende Sandfilter können mit Anpassungen umgenutzt werden, wobei die Auslegung gemäss aktuellem Stand des Wissens nach der Kontaktzeit erfolgt. Zu den grosstechnischen Anlagen.

Ein Diagramm, das den Prozess einer Wasseraufbereitungsanlage zeigt.Ein Diagramm, das den Prozess einer Wasseraufbereitungsanlage zeigt.
Ein Diagramm, das den Prozess einer Wasseraufbereitungsanlage zeigt.Ein Diagramm, das den Prozess einer Wasseraufbereitungsanlage zeigt.

Typische Kenngrössen (z.B. Standzeiten, Aktivkohle-Rückhalt, typische Filterbetthöhen, Filtergeschwindigkeiten) aus den realisierten Ausbauprojekten, sowie Illustrationen finden Sie unter folgendem Link: GAK-Filtration.

Bei der GAK-Filtration ist zu beachten, dass für das periodische Einbringen und Absaugen der GAK (zu Reaktivierungszwecken) entsprechende Vorrichtungen am Reaktor erforderlich sind.

Bei der GAK-Filtration ist die Kontaktzeit entscheidend. Das bedeutet, dass tendenziell grössere Filter notwendig sind im Vergleich zu herkömmlichen Sandfiltern. Praktische Hinweise zur Planung und Auslegung von GAK-Filtern sind hier gegeben.

Bei der GAK-Filtration ist die GAK aus der Filterzelle auszubauen, und Frischkohle einzufüllen. Es hat sich gezeigt, dass der Transport im Silo-Fahrzeug – im Gegensatz zu Big-Bags – einfacher und wirtschaftlicher ist. Beim Ein-/Ausbau der GAK ist auf eine schonende (mit Wasser: GAK in trockener Form ist empfindlicher) Beförderung zu achten, um zu viel Aktivkohleabrieb zu verhindern. Voraussetzungen vor Ort für den Ein-/Ausbau sind ausreichend Platz für das Silofahrzeug, sowie Betriebswasser mit genügend Druck (ca. 5 bar) und die richtigen Anschlüsse.

Weitere Informationenen sind hier verfügbar.

Erhöhte DOC-Konzentrationen im Ablauf der biologischen Stufe führen zu einer schnelleren Beladung der GAK. Der Kohleverbrauch ist somit grösser. Dies bedeutet, dass die Aktivkohle häufiger regeneriert werden muss. Eine gute biologische Vorreinigung hat daher einen direkten Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der GAK-Filtration. Zudem führt ein hoher Feststoffabtrieb aus der Nachklärung zu einem häufigen Rückspülen der Filterzellen. Dies wiederum erhöht den Anfall des Rückspülwassers, was die vorgeschalteten Reinigungsstufen zusätzlich belastet. Insbesondere bei einem Neubau eines GAK-Filters kann von einem tendenziell höheren Schlammanfall ausgegangen werden, bedingt durch einen zusätzlichen Feststoffrückhalt im GAK-Filter. Dieser Schlamm fällt bei Rückführung des Schlammwassers in den Sandfang oder Vorklärung zum grössten Teil im Primärschlamm an.

Bei der GAK-Filtration ist der Partikelrückhalt vergleichbar mit einem Sandfilter. Es ist somit keine zusätzliche Stufe für den Kohlerückhalt notwendig. Allfällige Feinanteile der GAK werden während der Inbetriebnahme-Phase ausgespült und der Schlammbehandlung zugeführt. Ein zusätzlicher Abrieb der Kohle im Betrieb ist vernachlässigbar. Die erforderliche Häufigkeit der Filterrückspülung und die GUS-Elimination von GAK-Filtern ist grob vergleichbar mit einem Sandfilter.

GAK im Schwebebett

Nachdem verschiedene Pilotversuche (STEP de Penthaz, ARA Langmatt in Wildegg) vielversprechende Resultate gezeigt haben, wurde dieses Verfahren grosstechnisch umgesetzt. Es handelt sich um ein interessantes Verfahren, das einfach zu betreiben ist. Zu den grosstechnischen Anlagen.

Ein Diagramm, das den Prozess einer Wasseraufbereitungsanlage zeigt.Ein Diagramm, das den Prozess einer Wasseraufbereitungsanlage zeigt.
Ein Diagramm, das den Prozess einer Wasseraufbereitungsanlage zeigt.Ein Diagramm, das den Prozess einer Wasseraufbereitungsanlage zeigt.

Typische Kenngrössen (z.B. minimale Aufenthaltszeit, Aktivkohle-Rückhalt, typische Filterbetthöhen, Filtergeschwindigkeiten) aus den realisierten Ausbauprojekten, sowie Illustrationen finden Sie unter folgendem Link: GAK im Schwebebett.

Bei der GAK im Schwebebett wird die frische Aktivkohle in regelmässigen Abständen (z.B. 1 mal pro Tag) batchweise dem Reaktor zugegeben. Die Zugabe-Menge kann je nach Bedarf variiert werden. Die beladene GAK wird einmal pro Woche aus dem System abgezogen und für die Regeneration aufbewahrt. Bei der Zugabe von Frischkohle ist zu beachten, dass die Feinanteile vorgängig abgetrennt werden müssen, damit diese nicht über den Ablauf ins Gewässer gelangen können. Die durchschnittliche Aufenthaltszeit der Aktivkohle im System liegt bei 80 bis 100 Tagen.

Das Schwebebettt wird bei Fliessgeschwindigkeiten zwischen 7 und 15 (max. 20 m/h) in Schwebe gehalten. Aufgrund geeigneter spezifischer Dichte und Körnung (die mittlere Korngrösse der Aktivkohle beträgt ca. 0,5 mm) wird die GAK durch die Schwerkraft im Kontaktreaktor gehalten. Es wird aktuell davon ausgegangen, dass selbst bei erhöhten Durchströmungsgeschwindigkeiten (bis zu 20 m/h) keine zusätzliche Filtration zum Aktivkohlerückhalt notwendig ist.

Bei der GAK im Schwebebett befindet sich eine grosse Aktivkohlemenge im System, mit einer mittleren Aufenthaltszeit bei rund 80 bis 100 Tagen. Diese Kohlemenge gewährleistet eine gewisse verbleibende Reinigungsleistung über mehrere Wochen ohne Dosierung von frischer Aktivkohle.

Bei der GAK im Schwebebett erfolgt der Abzug der beladenen Aktivkohle aus dem Reaktor diskontinuierlich. Dieser Aktivkohle wird in entwässerter Form in einem separaten Container gelagert.

Bei der GAK im Schwebebett führt ein hoher Feststoffabtrieb aus der Nachklärung zu einer Einlagerung im Aktivkohlebett. Dies kann nachteilige Auswirkungen auf die Reinigungsleistung des Verfahrens haben, wenn dadurch zu viel Aktivkohle aus dem System abgezogen wird. Mit einer monatlichen, routinemässigen Wasserspülung kann die GUS-Anreicherung im Aktivkohlebett begrenzt werden.

Bei der GAK im Schwebebett wird aktuell davon ausgegangen, dass der Aktivkohlerückhalt ausreichend ist, und keine zusätzliche Filtration benötigt wird. Erhöhte Feststofffrachten im Zulauf zum GAK-System führen jedoch zu einer stärkeren Expansion des Aktivkohlebetts, was zu einem Aktivkohle-Verlust im Ablauf führen kann. Eine kontinuierliche Überwachung der Aktivkohle-Betthöhe und der Trübung im Ablauf ist daher notwendig.

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