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Aktueller Stand Spurenstoffelimination auf ARA in der Schweiz
Julie Grelot, Aline Meier, Pascal Wunderlin
VSA-Plattform «Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen»
Klärwärtertagung Kanton Thurgau, 9. November 2018
Inhalt
1
2
3 Veranstaltungen
Plattform-Projekte
Verfahrenstechnik
Inhalt
1 Verfahrenstechnik
In Betrieb
In Planung/Bau
Aktivkohle Ozon Kombination
Stand: Oktober 2018
Stand der Projekte
Quelle: VSA‐Plattform «Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen»
Verfahrenswahl
Einzugsgebiet
Vorfluter
Kläranlage
Verfahrenskombination
???
Verfahren zur Spurenstoffelimination
Ozonung?
Aktivkohle?
Artikel zum aktuellen Stand der Verfahrenstechnik im A&G Nr. 11 2017
Ozonung
In biologische Stufe
OzongeneratorAbgasbehandlung
OzonungsreaktorSandfilter
Sauerstofftank Verdampfer
Nachklärung
Stoffumwandlung (= labile, toxische
Reaktionsprodukte) Biologische
Nachbehandlung notwendig
SicherheitOzon ein Reizgas,
Umgang mit Sauerstoff beachten
Biologische Vorreinigungbeachten: Nitrit und DOC erhöhen Ozon-Verbrauch
Stromverbrauchsteigt an wegen
Ozon-Herstellung
Ozonungen in BetriebARA Neugut, ARA Reinach, ARA Werdhölzli, ARA Bassersdorf
Abklärungen Verfahrenseignung Ozonung(Empfehlung des VSA)
Inbetriebnahme OzonungKlärwerk Werdhölzli
Foto: © ERZ
PAK («Ulmer Verfahren»)
Schnittstellenrelativ grosse Wechselwirkungen mit bestehender Anlage; keine negativen
Auswirkungen der PAK
Einfluss auf Biologie ausreichende Kapazität
in der Biologie für PAK-Rückführung
Schlammvolumenindex tendenziell besser, wenn
vorher schlecht
Herzstück der Anlagekann am Anfang Probleme
verursachen(sicherheitstechnische Aspekte im Umgang mit
PAK berücksichtigen)Dosis 1.7-2 mgPAK/mgDOC
PAK-AbtrennungSandfilter oder
Tuchfilter positive Zusatzeffekte durch
Sandfiltration
Ulmerverfahren in BetriebARA Herisau, ARA Thunersee
http://www.arathunersee.ch/anlage/pak/
Inbetriebnahme Aktivkohle-VerfahrenARA Thunersee
PAK vor Sandfilter
Einfluss Biologie und Schnittstellen
ähnlich wie bei Ulmer Verfahren
Flockungsprozesssehr wichtig für
Einlagerung und Rückhalt der Kohle im
Filter (d.h. nicht zu hohe Turbulenzen,
kaskadierte Flockung)
PAK-Dosierung1.7-2 mgPAK/mgDOC
Sandfilterdiskontinuierlich rückgespülter
2-Schicht-Sandfilter (PAK-Rückhalt und
Kontaktzone)Inbetriebnahme grosstechnische UmsetzungARA Schönau
PAK in die (Membran-)Biologie
PAK in die (Membran-)Biologie
Fallspezifisch entscheidenes gab Untersuchungen, wo beides, nur Fällmittel, oder weder noch dosiert wurde
Filtrationimmer notwendig, grosse
Verfahrensvielfalt positive Zusatzeffekte durch Sandfiltration
Einfluss Biologie und Schnittstellenähnlich wie bei Ulmer Verfahren
PAK-Dosierungca. 3 mgPAK/mgDOC
Grosstechnische Umsetzung im BauARA Wetzikon
GAK im Wirbelbett
GAKKörnung 0.4-1.4 mm
(Kohlenalter von durchschnittlich 100 d)
Zugabe Frischkohle«Batchweise» vorgängig Feinanteile auswaschen
KohlerückhaltKohlerückhalt
vermutlich ausreichend
Regeneration GAK diskontinuierlicher
Kohleabzug die Kohle wird
regeneriert und wieder verwendet
Inbetriebnahme grosstechnische UmsetzungARA Penthaz
GAK im Wirbelbett - Pilotversuch STEP Penthaz
• AK-Verbrauch: 2 mgGAK/mgDOC(vergleichbar PAK-Verfahren)
• Höhere AK-Zugabe bei Regenwetter oder Frachtspitzen
• Bei hohen GUS-Werten Rückspülung• Einfacher Betrieb
1. Phase: GAK von Chemviron abgeschlossen: Kurzfassung vom Zwischenbericht auf
www.micropoll.ch (auf Deutsch)
2. Phase: GAK von Norit abgeschlossen: Synthesebericht auf www.micropoll.ch
Foto: R. Casazza, Triform
Pilot CarboPlus®
Januar 2019: Aqua&Gas-Artikel auf Deutsch
GAK im Wirbelbett - grosstechnische UmsetzungARA Penthaz
Fotos: Triform SA
GAK-Filtration
Aktivkohle (GAK)
Überstau
Rückspülvorrichtung
NiveaumessungZulauf
Rückspülwasser (zu Vorklärung)
Ablauf
Vorrichtung fürGAK-Ausbau
Diskontinuierlich rückgespülter GAK-Filter
Kontinuierlich rückgespülter GAK-Filter
Grosstechnische Umsetzungen: ARA Altenrhein (Kombination mit Ozon)KA Obere Lutter (D)
Grosstechnische Umsetzungen: KA Rietberg (D)
GAK-FiltrationAuslegung GAK-Filter
Kontaktzeit entscheidend d.h. tendenziell grössere Filter
notwendig, ABER: im Moment noch zu wenig Sicherheit d.h.
Investitions- und Betriebskosten unsicher
Schnittstellenrelativ wenig Wechselwirkung
mit bestehender Anlage (Filter-Rückspülwasser)
Biologische Vorreinigung DOC führt zur Beladung
der GAK GUS zu höheren
Filterrückspülintervallen
GAK Verschiedene
Produkte mit verschiedenen
Körnungen (1.2-2.3 mm) Regeneration der
Kohle
Grosstechnische Umsetzung im BauARA Altenrhein (Kombination mit Ozon)
1. Phase - Erkenntnisse• AK-Verbrauch vergleichbar PAK-Verfahren• Keine Zusatzstoffe• Einfacher Betrieb• Tiefe GUS- und DOC-Werte entscheidend
für wirtschaftlichen Betrieb
Zwischenbericht verfügbar auf www.micropoll.ch
2. Phase: Ozonung + GAK-FilterAm Laufen
Es braucht mehr Erfahrungenzu Kosten und Betrieb
GAK-Filtration - Pilotversuch ARA Bülach
GAK-Reaktivierung
Reaktivierung der GAK beim Reaktivierungswerk Batrec möglich
Kapazität vorhanden
Vorteil: kein Transport ins Ausland nötig
Logistik noch nicht optimiert (Erfahrungen Deutschland)
Ob Reaktivierung von «Mikro-GAK» auch möglich ist, müsste
getestet werden
Für eine zukünftige Zusammenarbeit braucht es das Interesse
verschiedener Akteure (PAK-Lieferant, Batrec, ARA-Betreiber)
Melden Sie sich über info@micropoll.ch an!
Au
stra
g
Kombinationen Ozonung und Aktivkohle
Ozonung + PAK • Pilotversuch + geplante Realisierung ARA ProRheno (Basel)
Ozonung + GAK • Pilotversuch ARA Glarnerland• Pilotversuch ARA Bülach• Pilotversuche + Realisierung ARA Altenrhein
• Reduzierte spezifische Ozondosierung• Viel Flexibilität• Komplexität und Betriebsaufwand steigt• Interessant für grosse ARA• Geht über die gesetzlichen Anforderungen hinaus
Fazit Verfahrenstechnik
• Etablierte Verfahren Ozonung Nachgeschaltete PAK-Stufe (Ulmer-Verfahren)
• Auf dem Weg zum Standardverfahren PAK vor Sandfilter PAK in Biologie
• Weitere Erfahrungen nötig GAK im Wirbelbett GAK-Filtration Verfahrenskombinationen
Inhalt
1
2 Plattform-Projekte
Verfahrenstechnik
Abgeschlossene ProjekteKennzahlen und Nachbehandlung Ozonung
Abgeschlossene ProjekteZusammenstellung bisheriger Erfahrungen mit UV-Sonden
• Kontinuierliche Messung des UV-Absorbanz-Signals bei der Wellenlänge 254 nm im Zu- und Ablauf der MV-Stufe eignet sich zur betrieblichen Überwachung des Reinigungseffekts
• Als Ergänzung zu den gesetzlich vorgegebenen MV-Analysen
Projekte am LaufenProjekte zu Aktivkohle
AK-Schlupf
• AK-Schlupf von verschiedenen AK-Verfahren untersucht
(thermogravimetrische Analyse an FHNW)
Publikation Schlussbericht bis Ende 2018
AK-Qualität
• Auswahl AK (Ausschreibung)?
• Überwachung Qualität (z.B. Wassergehalt, Fremdkörper)
KA-Artikel zu Praxiserfahrungen mit PAK
A&G-Artikel zu Aktivkohle-Qualität allgemein
Projekte am LaufenProjekte zu Ozon
Überwachungskonzept Ozonung
• Überwachung der Abwasserzusammensetzung
• Proaktive Kommunikation (präventives Vorgehen
relevanter Akteure im Einzugsgebiet)
Zusammenstellung Daten aus Abklärungen
Verfahrenseignung Ozonung: Entscheidungshilfe
• Artikel im Aqua&Gas 2019
Newsletter Nr. 12
• Plattformprojekte• Projekte zur Aktivkohle
• Qualitätskontrolle• GAK-Reaktivierung
• Plattform Wasserqualität• Pilotversuche• Grosstechnische Umsetzungen
• STEP de Neuchâtel• Projekte im Tessin
• Internationale News• Rückblick/Ausblick
Veranstaltungen
Inhalt
1
2
3 Veranstaltungen
Plattform-Projekte
Verfahrenstechnik
Erfahrungsaustausch Ozonung und Aktivkohle
1. Workshop am 14. Juni 2018
So geht’s weiter…- ERFA Ozon:
Erfahrungsaustausch unter Betreiber aus DE-CH und FR-CH (Lead Max Schachtler), Parallel Workshop mit allen Akteuren (Plattform)
- ERFA Aktivkohle: Erfahrungsaustausch Betreiber und Ingenieuren, Lead bei der Plattform
http://www.ines-werner.de/erfahrungsaustausch/
MV-Fachtagung 2019
Elimination von Spurenstoffen – alles vorgespurt?
» 2 Fachtagungen» Luzern, 14. März 2019 (deutsch)» Lausanne, 26. März 2019 (französisch)
» Richtet sich an für die Abwasserreinigung verantwortliche Gemeindemitarbeiter, Betreiber, (inter-)kommunale Abwasserverbände, Ingenieure und Behörden
» Programm:
» Gesetzgebung und Vollzug in der Schweiz und ausserhalb
» Verfahrenstechnik und Verfahrenswahl
» Erfahrungen mit Projektablauf, Betrieb und Überwachung:
Podiumsdiskussion mit Betreiber
» Ausblick: Nachhaltigkeit, Effekte in de Gewässern, …
Weitere Informationen
Foto: H. Messmer, August 2015
www.micropoll.chjulie.grelot@vsa.ch
aline.meier@vsa.ch
pascal.wunderlin@vsa.ch
Reinigungsleistung und deren Überwachung
• Ziel Reinigungsleistung: 80% (Rohabwasser– Ablauf ARA)• 12 Substanzen• Anzahl der Probenahmen pro Jahr ist abhängig von der
ARA – Grösse• Eine gewisse Anzahl Abweichungen ist erlaubt
37
Leitsubstanzen
• Verhältnis Kategorie 1: Kategorie 2 = 2:1
• Mindestens 6 Stoffe• Ideal: 12 Stoffe
38
Kategorie Stoff
1 Amisulprid
1 Carbamazepin
1 Citalopram
1 Clarithromycin
1 Diclofenac
1 Hydrochlorothiazid
1 Metoprolol
1 Venlafaxin
Kategorie Stoff
2 Benzotriazol
2 Candesartan
2 Irbesartan
2 4-Methylbenzotriazol / 5-Methylbenzotriazol
Berechnung: Elimination pro Substanz, dann Mittelwert der Eliminationen pro Probenahme (80% Reinigungseffekt bei jeder Probenahme – NICHT im Jahresmittel)
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