Verfahrensführungen zu PAK

Ulmerverfahren

Die nachgeschaltete PAK-Stufe gemäss dem Ulmerverfahren ist ein etabliertes und robustes Verfahren, für das bereits viel Erfahrung vorliegt. Bedingt durch die Sedimentation ist es relativ platz- und daher kostenintensiv. Erfahrungen mit alternativen, platzsparenden Verfahren, typischerweise unter Verwendung von Lamellenabscheidesystemen, sind noch abzuwarten. Zu den grosstechnischen Anlagen.

Typische Kenngrössen (z.B. minimale Aufenthaltszeit, PAK-Rückhalt, typische Filterbetthöhen, Filtergeschwindigkeiten) aus den realisierten Ausbauprojekten, sowie Illustrationen finden Sie unter folgendem Link: PAK – Ulmerverfahren.

Die PAK wird in speziell dafür vorgesehenen Silos gelagert. Zum Schutz gegen Schwelbrände müssen alle möglichen wirksamen Zündquellen vermieden werden. Beispielsweise muss verhindert werden, dass metallene Gegenstände durch die Rohrleitung gefördert werden und Funken schlagen können, oder dass sich die PAK durch die Förderluft des Ventilators auf dem Silofahrzeug übermässig erwärmt. Zudem muss darauf geachtet werden, dass die PAK nicht eingeatmet wird. Weitere sicherheitstechnische Hinweise zum Umgang mit Aktivkohle finden Sie hier.

Die PAK-Dosierung erfolgt via Suspension (sicher < 5%, besser < 1%) oder durch Einmischen in den Wasserstrahl. Erfahrungen zeigen, dass Verstopfungen im PAK-Dosiersystem auftreten können. Um Ablagerungen der PAK in den Dosierungsleitungen zu minimieren wird eine Mindestströmgeschwindigkeit von 1.5-2 m/s empfohlen. Zudem sollten unnötige Biegungen sowie Stillstandzonen vermieden werden, weil die PAK an diesen Stellen sedimentiert. Die Pumpen sollten vor längerem Stillstand mit Wasser gespühlt werden.
Beim Ulmerverfahren wird PAK im vorderen Bereich des Kontaktreaktors, zusammen mit Fällmittel, dosiert.

Durch die Zugabe von Fällmitteln (i.d.R. Eisen) und je nach Verfahrensführung die Zugabe von Flockungshilfsmitteln (Polymer) bilden sich PAK-Flocken, die sich gut vom gereinigten Abwasser abtrennen lassen. Beim Ulmerverfahren wird Fällmittel im vorderen Bereich des Kontaktreaktors zugegeben, während die Flockungshilfsmittel-Dosierung im hinteren Bereich des Kontaktreaktors erfolgt.

Beim Ulmerverfahren wie auch bei der PAK-Dosierung vor den Sandfilter wird die PAK in einen nachgeschalteten Kontaktreaktor gegeben und mit dem gereinigten Abwasser vermischt. Der Reaktor ist als Röhrenreaktor auszuführen. Bei letzterer Verfahrensführung ist der Flockungsprozess sehr wichtig für die Einlagerung und den Rückhalt der PAK-Flockung im Sandfilter. Typische Kenngrössen (z.B. minimale Aufenthaltszeit, PAK-Dosis, Schlammalter) aus den realisierten Ausbauprojekten sind hier aufgelistet.

Die PAK wird der Schlammbehandlung gemeinsam mit dem Belebtschlamm zugeführt. Die Schlammbehandlung wird dadurch nicht negativ beeinflusst (bezogen auf die Entwässerbarkeit und den Heizwert). Auch findet keine signifikante Rücklösung der gebundenen Mikroverunreinigungen in der Faulung statt.

Ist die PAK-Behandlung der biologischen Reinigungsstufe nachgeschaltet sollte die biologische Reinigung hinsichtlich gelöster organischer Stoffe (DOC) sowie die Abtrennung der Feststoffe möglichst gut sein. Denn diese Faktoren haben einen direkten Einfluss auf die zu dosierende PAK-Menge und auf die Betriebskosten.

Bis jetzt konnte keine erhöhte Abrasion der Pumpen und Leitungen durch die Aktivkohle festgestellt werden.

Bei nachgeschalteten Verfahren kann die PAK in die biologische Stufe zurückgeführt werden, um eine zusätzliche Beladung der Aktivkohle mit Mikroverunreinigungen zu erreichen. Dadurch wird auch eine gewisse Pufferwirkung erreicht, und der Schlammvolumenindex verbessert sich tendenziell. Es ist jedoch zu beachten, dass die Biologiebecken ausreichend gross sind, um die biologische Aktivität nicht negativ zu beeinflussen (ausreichendes aerobes Schlammalter), da je nach notwendiger PAK-Dosis, entsprechend mehr Klärschlamm produziert wird.

Es ist sehr wichtig, dass das behandelte Abwasser vor der Einleitung frei von Aktivkohle ist. Das bedeutet, dass die PAK wieder möglichst vollständig vom gereinigten Abwasser abgetrennt wird. Beim Ulmerverfahren werden die PAK-Flocken in der Sedimentation zuverlässig vom Abwasser abgetrennt. In der nachgeschalteten Filtrationsstufe werden zusätzlich noch feinste Kohlepartikel zurückgehalten. Sandfilter und Tuchfilter sind erprobt und dafür geeignet. Alternativ zur Sedimentation können Verfahren mit Lamellenabscheidern eingesetzt werden. Diese Verfahren zeichnen sich durch eine kompaktere, platzsparende Bauweise aus. Weiterführende Informationen zu den Abtrennverfahren sind hier verfügbar.

Typische Kenngrössen (z.B. minimal Aufenthaltszeit, PAK-Rückhalt, typische Filterbetthöhen, Filtergeschwindigkeiten) aus den realisierten Ausbauprojekten sind hier.

PAK vor Sandfilter

Die PAK-Dosierung vor den Sandfilter stellt eine gute Alternative (z.B. bei knappen Platzverhältnissen oder bei bestehenden Filtern) zum Ulmerverfahren dar. Das Verfahren befindet sich auf dem Weg zum Standardverfahren. Zu den grosstechnischen Anlagen.

Typische Kenngrössen (z.B. minimale Aufenthaltszeit, PAK-Rückhalt, typische Filterbetthöhen, Filtergeschwindigkeiten) aus den realisierten Ausbauprojekten, sowie Illustrationen finden Sie unter folgendem Link: PAK vor Sandfilter.

Die PAK wird in speziell dafür vorgesehenen Silos gelagert. Zum Schutz gegen Schwelbrände müssen alle möglichen wirksamen Zündquellen vermieden werden. Beispielsweise muss verhindert werden, dass metallene Gegenstände durch die Rohrleitung gefördert werden und Funken schlagen können, oder dass sich die PAK durch die Förderluft des Ventilators auf dem Silofahrzeug übermässig erwärmt. Zudem muss darauf geachtet werden, dass die PAK nicht eingeatmet wird. Weitere sicherheitstechnische Hinweise zum Umgang mit Aktivkohle finden sie hier.

Die PAK-Dosierung erfolgt via Suspension (sicher < 5%, besser < 1%) oder durch Einmischen in den Wasserstrahl. Erfahrungen zeigen, dass Verstopfungen im PAK-Dosiersystem auftreten können. Um Ablagerungen der PAK in den Dosierungsleitungen zu minimieren wird eine Mindestströmgeschwindigkeit von 1.5-2 m/s empfohlen. Zudem sollten unnötige Biegungen sowie Stillstandzonen vermieden werden, weil die PAK an diesen Stellen sedimentiert. Die Pumpen sollten vor längerem Stillstand mit Wasser gespühlt werden.

Durch die Zugabe von Fällmitteln (i.d.R. Eisen) und je nach Verfahrensführung die Zugabe von Flockungshilfsmitteln (Polymer) bilden sich PAK-Flocken, die sich gut vom gereinigten Abwasser abtrennen lassen.

Bei der PAK-Dosierung vor den Sandfilter hat sich gezeigt, dass der PAK-Flockungsprozess vor dem Sandfilter sehr wichtig ist, damit sich die Flocken anschliessend optimal im Sandfilterbett einlagern können. Dabei ist zu beachten, dass normalerweise lediglich Fällmittel notwendig sind; auf Flockungshilfsmittel kann in der Regel verzichtet werden. Damit sich die Flocken optimal ausbilden können dürfen im Kontaktreaktor nicht zu starke Turbulenzen erzeugt werden.

Bei der PAK-Dosierung vor den Sandfilter wird die PAK in einen nachgeschalteten Kontaktreaktor gegeben und mit dem gereinigten Abwasser vermischt. Der Reaktor ist als Röhrenreaktor auszuführen. Der Flockungsprozess ist dabei sehr wichtig für die Einlagerung und den Rückhalt der PAK-Flockung im Sandfilter. Typische Kenngrössen (z.B. minimale Aufenthaltszeit, PAK-Dosis, Schlammalter) aus den realisierten Ausbauprojekten sind hier aufgelistet.

Die PAK wird der Schlammbehandlung gemeinsam mit dem Belebtschlamm zugeführt. Die Schlammbehandlung wird dadurch nicht negativ beeinflusst (bezogen auf die Entwässerbarkeit und den Heizwert). Auch findet keine signifikante Rücklösung der gebundenen Mikroverunreinigungen in der Faulung statt.

Ist die PAK-Behandlung der biologischen Reinigungsstufe nachgeschaltet sollte die biologische Reinigung hinsichtlich gelöster organischer Stoffe (DOC) sowie die Abtrennung der Feststoffe möglichst gut sein. Denn diese Faktoren haben einen direkten Einfluss auf die zu dosierende PAK-Menge und auf die Betriebskosten.

Bis jetzt konnte keine erhöhte Abrasion der Pumpen und Leitungen durch die Aktivkohle festgestellt werden.

Bei nachgeschalteten Verfahren kann die PAK in die biologische Stufe zurückgeführt werden, um eine zusätzliche Beladung der Aktivkohle mit Mikroverunreinigungen zu erreichen. Dadurch wird auch eine gewisse Pufferwirkung erreicht, und der Schlammvolumenindex verbessert sich tendenziell. Es ist jedoch zu beachten, dass die Biologiebecken ausreichend gross sind, um die biologische Aktivität nicht negativ zu beeinflussen (ausreichendes aerobes Schlammalter), da je nach notwendiger PAK-Dosis, entsprechend mehr Klärschlamm produziert wird.

Es ist sehr wichtig, dass das behandelte Abwasser vor der Einleitung frei von Aktivkohle ist. Das bedeutet, dass die PAK wieder möglichst vollständig vom gereinigten Abwasser abgetrennt wird.

Bei der PAK-Dosierung vor den Sandfilter dient der Sandfilter sowohl als Adsorptions- als auch als PAK-Abtrennungsstufe. Bisher haben sich insbesondere (diskontinuierlich rückgespülte) 2-Schicht-Sandfilter bewährt, sowohl bezüglich PAK-Rückhalt als auch bezüglich Filterrückspülverhalten. Weiterführende Informationen zu den Abtrennverfahren sind hier verfügbar.

Typische Kenngrössen (z.B. minimal Aufenthaltszeit, PAK-Rückhalt, typische Filterbetthöhen, Filtergeschwindigkeiten) aus den realisierten Ausbauprojekten sind hier aufgelistet.

PAK in Biologie

Die PAK-Dosierung in die biologische Stufe (konventionell wie auch Membranbiologie) funktioniert und ist insbesondere für kleinere und mittelgrosse Kläranlagen (z. B. bei knappen Platzverhältnissen) eine gute Verfahrensalternative. Wichtige Voraussetzungen sind aber ein dafür geeignetes biologisches Reinigungsverfahren mit genügend Reservekapazität. Im Vergleich zu den nachgeschalteten PAK-Verfahren sind die Investitionskosten tiefer, da aber mehr Aktivkohle für die gleiche Reinigungsleistung benötigt wird, sind die Betriebskosten höher. Zu den grosstechnischen Anlagen.

Typische Kenngrössen (z.B. minimale Aufenthaltszeit, PAK-Rückhalt, typische Filterbetthöhen, Filtergeschwindigkeiten) aus den realisierten Ausbauprojekten, sowie Illustrationen finden Sie unter folgendem Link: PAK in Biologie.

Die PAK wird in speziell dafür vorgesehenen Silos gelagert. Zum Schutz gegen Schwelbrände müssen alle möglichen wirksamen Zündquellen vermieden werden. Beispielsweise muss verhindert werden, dass metallene Gegenstände durch die Rohrleitung gefördert werden und Funken schlagen können, oder dass sich die PAK durch die Förderluft des Ventilators auf dem Silofahrzeug übermässig erwärmt. Zudem muss darauf geachtet werden, dass die PAK nicht eingeatmet wird. Weitere sicherheitstechnische Hinweise zum Umgang mit Aktivkohle finden Sie hier.

Die PAK-Dosierung erfolgt via Suspension (sicher < 5%, besser < 1%) oder durch Einmischen in den Wasserstrahl. Erfahrungen zeigen, dass Verstopfungen im PAK-Dosiersystem auftreten können. Um Ablagerungen der PAK in den Dosierungsleitungen zu minimieren wird eine Mindestströmgeschwindigkeit von 1.5-2 m/s empfohlen. Zudem sollten unnötige Biegungen sowie Stillstandzonen vermieden werden, weil die PAK an diesen Stellen sedimentiert. Die Pumpen sollten vor längerem Stillstand mit Wasser gespühlt werden.
Bei der PAK-Dosierung in die biologische Reinigungsstufe wird die PAK im hinteren Bereich der Biologie dosiert, wo ein bedeutender Teil der organischen Stoffe bereits eliminiert wurde (geringere Konkurrenz von organischen Stoffen um die Bindungsstellen auf der Aktivkohle).

Durch die Zugabe von Fällmitteln (i.d.R. Eisen) und je nach Verfahrensführung die Zugabe von Flockungshilfsmitteln (Polymer) bilden sich PAK-Flocken, die sich gut vom gereinigten Abwasser abtrennen lassen. Bei der PAK-Dosierung in die biologische Reinigungsstufe ist die Zugabe von Fäll- und Flockungshilfsmitteln fallspezifisch zu beurteilen.

Die PAK wird der Schlammbehandlung gemeinsam mit dem Belebtschlamm zugeführt. Die Schlammbehandlung wird dadurch nicht negativ beeinflusst (bezogen auf die Entwässerbarkeit und den Heizwert). Auch findet keine signifikante Rücklösung der gebundenen Mikroverunreinigungen in der Faulung statt.

Ist die PAK-Behandlung der biologischen Reinigungsstufe nachgeschaltet sollte die biologische Reinigung hinsichtlich gelöster organischer Stoffe (DOC) sowie die Abtrennung der Feststoffe möglichst gut sein. Denn diese Faktoren haben einen direkten Einfluss auf die zu dosierende PAK-Menge und auf die Betriebskosten.

Bis jetzt konnte keine erhöhte Abrasion der Pumpen und Leitungen durch die Aktivkohle festgestellt werden.

Bei der PAK-Dosierung in die biologische Reinigungsstufe ist wichtig, dass diese über ein ausreichendes Volumen verfügt, damit die Nitrifikation nicht negativ beeinflusst wird. Eine gute biologische Reinigungsleistung hinsichtlich der organischen Stoffe ist von Vorteil, da sich der gelöster organische Kohlenstoff direkt auf den PAK-Verbrauch auswirkt. Diese Verfahrensführung funktioniert bei konventionellen Belebtschlammsystemen wie auch bei Membranbioreaktoren (MBR). Inwiefern eine direkte PAK-Dosierung bei Biofilmsystemen geeignet ist, kann nicht abschliessend beurteilt werden. Projekte dazu sind am Laufe.

Es ist sehr wichtig, dass das behandelte Abwasser vor der Einleitung frei von Aktivkohle ist. Das bedeutet, dass die PAK wieder möglichst vollständig vom gereinigten Abwasser abgetrennt wird.

Bei der PAK-Dosierung in  konventionelle biologische Reinigungsstufen mit suspendiertem Belebtschlamm ist zur effizienten PAK-Abtrennung – zusätzlich zur Nachklärung – eine Filtration notwendig (analog zu anderen PAK-Verfahren). Dazu können Tuchfilter, statische oder kontinuierlich rückgespülte Sandfilter eingesetzt werden. Bei Membranbioreaktoren erfolgt die PAK-Abtrennung durch die Ultrafiltrationsmembran. Weiterführende Informationen zu den Abtrennverfahren sind hier verfügbar.

Typische Kenngrössen (z.B. minimal Aufenthaltszeit, PAK-Rückhalt, typische Filterbetthöhen, Filtergeschwindigkeiten) aus den realisierten Ausbauprojekten sind hier aufgelistet.