gwf Wasser/Abwasser Qualität auf den ersten Blick (Vorschau)

Abwasserbehandlung
FACHBERICHTE
erreicht, während bei einer Erhöhung der Temperatur
auf 13 °C erst nach ca. 133 Tagen ein konstantes (zudem
geringeres) Niveau erreicht wird. Eine erneute Ab -
senkung der Temperatur auf 6 °C führt reproduzierbar
zu dem bereits beobachteten Rückgang. Die in den
Simulationsrechnungen erhaltenen Biomassekonzentrationen
(ca. 25 mg/L aktive autotrophe Biomasse bei
einer Temperatur von 20 °C) liegen in einem plausiblen
Bereich. Von Pöpel [15] wurde ein maximaler Anteil der
Nitrifikanten am Belebtschlamm von 6,7 % berechnet
und in [16] wird eine Konzentration von 3 ± 1 % angegeben.
Die in Bild 6a und Bild 6b aufgetragenen Konzentrationsverläufe
für Ammonium und Nitrat zeigen eine mit
der Entwicklung der autotrophen Biomasse korrespondierende
Tendenz. Die Ammonium-Konzentration geht
innerhalb von ca. 50 d bis auf annähernd Null zurück,
sobald die Konzentration der autotrophen Biomasse
nach etwa 100 d sprunghaft ansteigt. Entsprechend
zeigt auch die Nitrat-Konzentration eine sprunghafte
Zunahme nach ca. 100 d, wobei nach ca. weiteren
50 Tagen ein konstanter Wert erreicht wird. Nach einer
Temperaturänderung von 20 °C auf 8 °C steigt die
Ammonium-Konzentration leicht an und stabilisiert sich
bei einem Wert von ca. 2,5 mg/L. Gleichzeitig nimmt
die Nitrat-Konzentration leicht ab. Nach einer Temperaturänderung
von 20 °C auf 6 °C steigt die Ammonium-
Konzentration kontinuierlich und nähert sich dem
Zulaufwert an. Gleichzeitig geht die Nitrat-Konzentration
bis auf annähernd Null zurück. Die weiteren Konzentrationsverläufe
bei einer nachfolgenden Temperaturerhöhung
auf 20 °C bzw. auf 13 °C sowie einer erneuten
Absenkung der Temperatur auf 6 °C zeigen ebenfalls
eine mit der Konzentration der autotrophen Biomasse
Konzentration XA (Zone 1) [mg/L]
30
25
20
15
10
5
T = 20 °C T = 8 °C T = 6 °C Anstieg auf T = 20 °C
Anstieg auf T = 13 °C T = 6 °C
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Zeit [d]
Bild 5. Entwicklung der autotrophen Biomasse in der
untersuchten Kläranlage bei einem Belüftungszyklus
120 Minuten belüftet/20 Minuten unbelüftet
(Simulation mit dem angepassten Modellansatz FUKA).
korrespondierende Tendenz und zudem die bereits dort
beobachtete Reproduzierbarkeit der Kurvenform.
Anschließend wurde ein Vergleich zwischen der
Simulation mit den Original-Temperaturtermen und
den neuen Temperaturtermen (zwei Varianten; siehe
Tabelle 2) durchgeführt. Die Simulationsrechnung
wurde jeweils bis zum Erreichen einer konstanten
Biomassekonzentration durchgeführt. Die in Bild 7 dargestellten
Ergebnisse für die autotrophe Biomasse X A
zeigen, dass mit beiden Varianten sehr ähnliche Resultate
erhalten wurden. Dies gilt auch für die übrigen
Ammonium-Konzentration [mg/L]
50
45
40
35
30
25
20
15
10
T = 20 °C T = 8 °C T = 6 °C Anstieg auf T = 20 °C
Anstieg auf T = 13 °C T = 6 °C
Nitrat-Konzentration [mg/L]
3
2,5
2
1,5
1
0,5
T = 20 °C T = 8 °C T = 6 °C Anstieg auf T = 20 °C
Anstieg auf T = 13 °C T = 6 °C
5
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Zeit [d]
Bild 6a. Entwicklung der Ammonium-Konzentration in
der untersuchten Kläranlage bei einem Belüftungszyklus
120 Minuten belüftet/20 Minuten unbelüftet
(Simulation mit dem angepassten Modellansatz FUKA).
0
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900
Zeit [d]
Bild 6b. Entwicklung der Nitrat-Konzentration in der
untersuchten Kläranlage bei einem Belüftungszyklus
120 Minuten belüftet/20 Minuten unbelüftet
(Simulation mit dem angepassten Modellansatz FUKA).
Januar 2013
gwf-Wasser Abwasser 107