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Kennzahlen für die biologische/chemische Phosphorentfernung. Dr. Brigitte Nikolavcic Amt der Burgenländischen Landesregierung KAN Sprechertag Pregarten, 9.-10.Sept. 2009. Einleitung. Seit etwa 20 Jahren gezielte P-Entfernung auf österreichischen Kläranlagen
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Kennzahlen für die biologische/chemische Phosphorentfernung Dr. Brigitte Nikolavcic Amt der Burgenländischen Landesregierung KAN Sprechertag Pregarten, 9.-10.Sept. 2009
Einleitung • Seit etwa 20 Jahren gezielte P-Entfernung auf österreichischen Kläranlagen • 1991 - Erste Emissionsverordnung für kommunales Abwasser • 2009 – Stand der Technik für P-Entfernung auf den meisten KA erreicht: • Herkunft: • Nahrungsmittel (Ausscheidungen und Speisereste) und Reinigungsmittel. Gewerbe- und Industrieabwasser sind häufig Phosphor-arm • Rein häusliches Abwasser 1,6 - 2 g P/(E.d) • Kommunales Abwasser im Mittel 1,5 g P/(EW.d)
P auf der Kläranlage • Zulauf – im Mittel 1,5 g P/(EW.d) bzw. 6-10 mg/L • Nährstoffbedarf für den SchlammaufbauBSB : N : P = 100 : 5 : 1P für die Biomasse 0,6 g P/(EW.d) • „Überschuss“0,9 g P/(EW.d) • Entfernen durch • Fällung • Vermehrte Bio-P • Der Rest ist im Ablauf <1 mg/L
Ablauf 0,25 g/EW.d < 1 mg/L Zulauf 1,5 g/EW.d 6-10 mg/L 0,25 1,1 • = Klärschlamm 1,25 g/EW.d 0,1 P auf der Kläranlage • P-Ströme auf der Kläranlage – Beispiel
P auf der Kläranlage • P-Entfernung – durch Fällung • Fe- oder Al-Salze • Bio-P (vermehrte biologische P-Entfernung) • Anreicherung von P-speichernden Bakterien • Bakterien enthalten wesentlich mehr Phosphor als im „normalen“ Belebtschlamm. • Achtung: Rücklösung von PO4 vermeiden (d.h. Schlammbett im NKB sollte flach oder nicht messbar sein, ÜS maschinell eindicken)
Kennzahlen • Eine Kennzahl enthält eine zahlenmäßige, wesentliche Information. • Voraussetzung • Richtige Datenbasis (Messwerte) • Ausreichend lange Zeiträume • Überprüfung z.B. durch P-Bilanz, Ringtests • Plausibilitätsprüfung mit P-Bilanz • Gesamt-P im Zu- und im Ablauf gehört zur Standardanalytik • Gesamt-P im Schlamm – Klärschlammzeugnisse. Anm.: Gesamt-P = 0,44*Gesamt-P (als P2O5)
Kennzahlen – P-Bilanz • P-BilanzEmpfehlung Mindestzeitraum – 1 Monat Gesamt-P-FrZulauf = Gesamt-P-FrAblauf + P-FrKlärschlamm z.B. als Monatsmittelwert [kg/d]
Kennzahlen – P-Bilanz • P-Bilanz zur Kontrolle des Schlammanfalls (TS)Empfehlung Mindestzeitraum – 1 Monat z.B. als Monatsmittelwert [kg/d] P/TS P-Gehalt im Klärschlamm bezogen auf die Trockenmasse, [kg/kg oder %]
Kennzahlen – Spezifische Fällmittelmenge (ß-Wert) • ß=1 : Es wird genau so viel Fällmittel dosiert, wie theoretisch erforderlich ist (stöchiometrische Fällung). • Es bilden sich auch andere Verbindungen, z.B. Hydroxide. Fällmittel ist nicht zu 100 % wirksam. • Auch nicht fällbare P-Verbindungen im Abwasser vorhanden. Umrechnung von kg/kg auf mol/mol:
Kennzahlen –Umrechnung von Fällmittel auf Wirksubstanz Wirksubstanz in den Fällmitteln: Tabelle im ÖWAV Arbeitsbehelf 22 • Achtung: Mischprodukte, Spezifikation anfordern! • Fe und Al sind fällwirksam.
Kennzahlen – Spezifische Fällmittelmenge (ß-Wert) Bsp: Monatsmittelwert ß = 0,9 mol/mol Ges-PAbl 0,78 mg/L
Kennzahlen – Spezifische Fällmittelmenge (ß-Wert) • Vereinfacht: ß-Wert lt. ÖWAV Arbeitsbehelf 22 • annähernd gleichwertig • Auswertung - drei Bereiche • Ist ß höher als der Richtwert Optimieren!
Kennzahlen – Weitere Kennzahlen: ßfäll und KP • ßfäll (nach DWA Arbeitsblatt A 202) • Ist ein Wert für die Bemessung von Kläranlagen und kein Betriebskennwert. • KP (DWA Arbeitsblattes A 202 „Chemisch-physikalische Verfahren zur Elimination von Phosphor aus Abwasser“) FM [mol Me/d] Fällmittelverbrauch pro Tag CP,Z [mg/L] Gesamt-P-Konzentration im Zulauf KA Qd [m³/d] Abwasserzufluss pro Tag • Schwankungsbereiche sehr hoch, kein Unterschied zwischen Industrie- und häuslichem Abwasser.
Zusammenfassung • Der „ß-Wert“ ist als Kennzahl weiterhin gültig und aussagekräftig. • Im vereinfachten Verfahren werden die Jahresmittelwerte eingesetzt (Kläranlagen-Zustandsbericht). • Liegt der ß-Wert über dem Richtwert Verbesserungspotenzial • Ist eine zeitlich genauere Auflösung von Interesse:monatliche Auswertungen. • Monatswerte im Diagramm eintragen. Grüner Bereich? • Über dem grünen Bereich Verbesserungspotenzial
Möglichkeiten zur Optimierung Wird das Reinigungsziel nicht erreicht oder ist der ß-Wert zu hoch: Fällung optimieren Dosierstelle • Ausreichend Turbulenz und gute Einmischung. • In den letzten Jahren häufig gewählt: Ablauf BB, wenn ein Überfall vorhanden ist. Dosierregel • Ganglinie verbessern? • Mischwasser • Bio-P – Bei Störungen der Bio-P reagiert eine „sanfte“ Regelung ev. zu langsam