ARA Kloten/Opfikon - VSA-Plattform "Verfahrenstechnik ...

Plattform Mikroverunreinigungen
www.micropoll.ch
Juni 2012
Aktivkohledosierung ARA Kloten/Opfikon
Situation ARA Kloten/Opfikon:
Belastung
Einwohnerwerte (EW)
Einwohner 34‘000
Industrie 30‘000
Total 64‘000
Zulauf
Trockenwetter
174 l/s
Max. Zulauf bei Regenwetter
645 l/s
Verfahrenstechnik
Mechanische Stufe
Rechen, Sandfang, Vorklärbecken
Biologische Stufe
Belebtschlammanlage mit Nitrifikation und Teildenitrifikation,
Nachklärbecken; zusätzliche Hochlastbiologie für Teilstrom
Chemische Stufe
Phosphatfällung (Simultanfällung)
Filter
Nachgeschaltete Sandfiltration
Art des Projektes
Auf der ARA Kloten/Opfikon wurde die Aktivkohledosierung in den Zulauf
der bestehenden Flockungsfiltration (mit Sandfilter) getestet. Es handelte
sich um eine volltechnische Untersuchung auf einer Strasse. Die zweite
Strasse diente als Referenzstrasse. Es gab 2 Untersuchungsperioden
(Herbst 2008 und Sommer 2010), wobei die Resultate in der 2. Periode
durch verschiedene Anpassungen optimiert werden konnten.
Dimensionierungsgrundlagen und Technologien
Versuchsparameter Einheit Herbst 2008
(4 Wochen)
Sommer 2010
(9 Wochen)
Zulauf Filter l/s 26 max. 4 x 87
Kontaktzeit Flockungsreaktor
min 65 min. 4
Filtergeschwindigkeit m/h 4.3 7.5-15
Verweilzeit Abwasser in
Flockungsraum und Filter
Verweilzeit PAK (bei 1
Rückspülung/Tag)
min 90 min. 10
h >12 1 >12 1
Dosierung PAK mgPAK/l 15 15
Dosierung FeCl 3 gFe/gPAK 0.4 0.1
Belüftung Flockungsreaktor
grobblasig
feinblasig
Rückführung Spülwasser Sandfang Belüftungsbecken
PAK-Typ
Norit SAE Super
Norit SAE Super
CSC PHC HKP
1050
Kontakt:
Betreiber:
ARA Kloten/Opfikon
www.klaeranlage.ch
Projektbegleitung:
Marc Böhler,
Eawag, Dübendorf
www.eawag.ch
Weitere Informationen:
Zwischenbericht und
Abschlussbericht auf der
Website der Eawag:
www.eawag.ch/forschung/eng/sch
werpunkte/abwasser/aktivkohle
1
Da bei der Rückspülung nicht alle Kohle aus dem Filter entfernt wird
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Mechanische
Reinigung
Strasse A
Flockungsreaktor
Belebung Nachklärung Fe PAK Sandfilter
Rückspülwasser
Abb. 1: Fliessschema zur Dosierung
in den Zulauf der Sandfiltration.
Während dem 2. Versuch wurde
das Rückspülwasser in die
Biologie zurückgeführt.
Strasse B
Ziel und Hintergrund
Rückspülwasser
Da einige Kläranlagen der Schweiz über eine Reinigungsstufe in Form
einer Flockungsfiltration verfügen, wäre es aus Kostengründen interessant,
die PAK und das Fällmittel direkt in den Flockungsraum zu dosieren. Der
Feststoffabtrieb aus der Nachklärung ist bei guten Belebtschlammeigenschaften
gering, so dass der Sandfilter mit einer zusätzlichen Feststofffracht
– bestehend aus beladener PAK und Fällungsprodukten – belastet
werden kann.
Reinigungsleistung
Die Reinigungsleistung bezüglich organischer Spurenstoffe war stoffabhängig,
im Mittel konnte aber bei einer Dosierung von 15 mgPAK/l eine
Elimination von etwa 80% erreicht werden. In der zweiten Versuchsphase
wurde das Filterrückspülwasser in die biologische Stufe zurückgeführt.
Dadurch verblieb die PAK länger im System und insbesondere relativ
schlecht sorbierende Stoffe wurden besser entfernt. Die Gesamtelimination
stieg auf über 85%.
PAK-Rückhalt
In der ersten Testphase wurde die PAK nur ungenügend zurückgehalten,
es wurden Feststoffkonzentrationen von 4–9 mg/l gemessen. Dies war
vermutlich auf die zu grosse Turbulenz bei der Einmischung der PAK zurückzuführen.
In der zweiten Testphase wurden dann durch Anpassungen
(Eisendosierung, Mischungsintensität) durchgehend Ablaufkonzentrationen
im Bereich von 1–3 mg/l erzielt.
Betriebserfahrungen und Erkenntnisse
- Die Art der Einmischung der Aktivkohle und die Höhe der dosierten
Fällmittel scheinen entscheidend für den Rückhalt zu sein.
- Das Verfahren zeigte sich als sehr robust. Selbst bei sehr hoher Dynamik
des Zulaufs und sprunghaftem Anstieg der Filtergeschwindigkeit
bis zu 15 m/h konnte ein guter Rückhalt erreicht werden.
- Die Gesamteliminationsleistung der beiden getesteten Kohle-Typen
war nahezu identisch.
- Das zweistufige Verfahren (Rückführung der PAK in die Biologie) hatte
keine negativen Auswirkungen auf die Nährstoffelimination oder die
Schlammeigenschaften.
- ABER: Das Verfahren sollte über einen längeren Zeitraum (etwa 1
Jahr) mit stark variierenden Schwebestofffrachten getestet werden.
Ausserdem sollte der PAK-Anteil im Feststoffabtrieb bestimmt werden.
- Keine Aussage über Auswirkungen auf Schlammbehandlung möglich
Abb. 2: Belebungsbecken der
Strasse Nord (oben) und der
Strasse Süd (unten). Durch die
Rückführung des Spülwassers
wird der Belebtschlamm
schwarz verfärbt.
Abb. 1 Elimination der Mikroverunreinigungen
in der Referenzstrasse
(Ref) und der
Strasse mit PAK-Dosierung
(PAK) nach der biologischen
Stufe (Bio) und dem Sandfilter
(SF), jeweils bezogen auf den
Ablauf der Vorklärung.
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