MIKROPELLETS – Phase 2

Untersuchungen von Verfahren zur gezielten, integrierten MIKROschadstoffelimination mit aeroben PELLETS

Die aktuellen verfahrenstechnischen Umsetzungen zur Mikroschadstoffelimination sind mit einigen Nachteilen verbunden. Bei der Ozonung sind insbesondere der Bedarf einer nachgeschalteten, biologischen Behandlung zum Abbau von Transformationsprodukten, der Raumbedarf für den Ozonreaktor und der erhöhte Energiebedarf der Kläranlage zu nennen, bei der Zugabe von Aktivkohle die Notwendigkeit einer Filtrations- bzw. einer nachgeschalteten Aktivkohleabtrennungseinheit.

Die zentrale Forschungsfrage im Projekt MIKROPELLETS Phase 2 liegt daher in der Integration der Mikroschadstoffelimination in Pellet-Verfahren. Der Einsatz aeroben granulierten Schlamms (AGS), auch Pellets genannt, ist eine innovative Alternative zum Belebungsverfahren. Bei dem Verfahren werden durch aerobe, schnell sedimentierbare Biomassenzusammenschlüsse hohe Raumumsatzleistungen auch mit kommunalem Abwasser erreicht. Zudem können die Nitrifikation und Denitrifikation simultan in den verschiedenen funktionalen Schichten der Granula ablaufen. Insgesamt können dadurch kleinere Reaktoren bei gleicher Reinigungsleistung realisiert werden.

Im Projekt MIKROPELLETS Phase 2 wird die Integration einer Stufe zur gezielten Mikroschadstoffelimination in neuen, zu erprobenden Pellet-Verfahren erforscht, sowohl diskontinuierlich im Sequencing Batch Reactor (SBR) mit Ozon als auch kontinuierlich im Belebungsverfahren mit Pulveraktivkohle. Die hier zu entwickelnden Techniken unterscheiden sich erheblich von den sich schon im Betrieb befindenden Pellet-Verfahren. Die neuen Verfahren lassen u.a. durch das weitergehende Reinigungsziel eine erheblich breitere Anwendung der Technologie erwarten und bieten sowohl hohes Anwendungspotential für den Neubau als auch die Umrüstung bestehender Verfahren.

Neben Versuchen im halb- und großtechnischen Maßstab ist die Überplanung einer aus reellen Kläranlagen abgeleiteten großtechnischen Modellanlage mit den untersuchten Pellet-Verfahren vorgesehen. Auf diesem Wege wird eine Bewertung hinsichtlich energetischer und wirtschaftlicher Aspekte erfolgen. Abschließend werden Empfehlungen für die Umsetzungen dieser neuartigen Verfahren inkl. ihrer verfahrenstechnischen Randbedingungen und Besonderheiten für das Land NRW erarbeitet.

Durch die Integration einer Ozonung bzw. Aktivkohlezugabe in ein Pellet-Verfahren sollen die obengenannten Nachteile der aktuellen Verfahren zur Mikroschadstoffelimination behoben werden: Die Notwendigkeit einer nachgeschalteten Stufe zur Behandlung der Transformationsprodukte bzw. zur Abtrennung der Aktivkohle könnte entfallen, während der Mehrenergie- und Raumbedarf der weitergehenden Abwasserreinigung mithilfe von Einsparungen durch das Pellet-Verfahren reduziert werden könnten. Somit werden eine breitere Umsetzung der Mikroschadstoffelimination auf kommunalen Kläranlagen und eine allgemeine Verbesserung der Gewässerqualität ermöglicht. Im Projekt werden die Übertragbarkeit der Ergebnisse und das Umsetzungspotential für NRW evaluiert.

• Beratung beim Reaktordesign
• Mitwirkung bei der Bewertung der Leistungsfähigkeit der AGS Reaktoren und bei der Optimierung des Reaktordesigns
• Machbarkeitsstudie der Kombination Pellet-Verfahren mit Verfahren der Mikroschadstoffelimination (Ozon und PAK)
• Erarbeitung der Kostenschätzung
• Klärtechnische Berechnungen
• Dimensionierung der Anlagenkomponenten
• Mitwirkung bei der Erarbeitung von Empfehlungen für das Land NRW und bei der Dissemination
• Mitwirkung bei der Erstellung des Abschlussberichts

• folgt

Institut für Siedlungswasserwirtschaft der RWTH Aachen (ISA)

Lehrstuhl für Siedlungswasserwirtschaft und Umwelttechnik der Ruhr-Universität Bochum (LSU)

Emschergenossenschaft (EG)

Hydro Ingenieure (HI)

Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV)

17-04.02.01-3e/2023

n/a

Herr Dr. F. Benstöm

Herr J. Heetkamp