Refine
Document Type
Keywords
Institute
In areas with a rural, extensive structure in Germany, small wastewater treatment plants with biological wastewater treatment are operated as a permanent solution for the treatment of domestic wastewater. Due to a wide range of fully biological small wastewater treatment plants, it is often difficult for the user to select a type of plant that meets the requirements of efficiency, high reliability and low energy consumption. In the present study, data sets from numerous small wastewater treatment plant manufacturers, maintenance companies and public institutions were evaluated in order to be able to make statements about the performance and the energy consumption of the different plant types. Here, natural systems as well as technical plant types were considered. Finally, possibilities to reduce energy consumption are presented.
2011 und 2012 wurden mit dem Arbeitsblatt DWA-A 222 und dem Merkblatt DWA-M 221 neue Teile des DWA-Regelwerkes für kleine Kläranlagen mit Anschlussgrößen bis 1000 EW und für Kleinkläranlagen mit Anschlussgrößen bis 50 EW in Kraft gesetzt. Die damit gegebenen Orientierungen führen im Bereich der mechanischen Behandlungsstufen der Vor- und Nachklärung teilweise zu einer erheblichen Vergrößerung der Anlagendimensionen und in der Folge zu einer entsprechenden Erhöhung der Investitions- und Betriebskosten. Die in den bisherigen Bemessungsrichtlinien enthaltenen Diskrepanzen an der Schnittstelle zwischen Kleinkläranlagen und kleinen Kläranlagen bei der Anschlussgröße 50 EW konnten durch das neue Regelwerk nicht überwunden werden. Es besteht keine ausreichende inhaltliche Übereinstimmung zwischen dem DWA-Regelwerk und den Bemessungsgrundsätzen des DIBt.
2011 und 2012 wurden mit dem Arbeitsblatt DWA-A 222 und dem Merkblatt DWA-M 221 neue Teile des DWA-Regelwerkes in Kraft gesetzt, in denen erstmals Arbeitsorientierungen für Biofilmanlagen mit getauchtem Festbett und frei beweglichen Aufwuchskörpern enthalten sind. Bei beiden Verfahren erfolgt die Sauerstoffversorgung in der Regel durch feinblasige Druckbelüftung. Die Aussagen im Arbeitsblatt DWA-A 222 berücksichtigen nur unzureichend die langjährigen
Betriebserfahrungen mit Anlagen, die mit getauchtem Festbett arbeiten. Bei Verwendung der angegebenen Bemessungsparameter kann es in den hoch belasteten Anlagenstufen mit Kohlenstoffelimination zu Sauerstoffmangel kommen, wodurch die Reinigungsleistung stark beeinträchtigt wird.
Bei der biologischen Abwasserbehandlung kommen zum überwiegenden Teil Verfahren mit feinblasiger Druckbelüftung für die Sauerstoffversorgung zum Einsatz. Während bei den Belebungsverfahren mit suspendierter Biomasse in der Regel der Stoffübergang von der Gasphase zur Flüssigkeit geschwindigkeitsbestimmend ist, kehren sich die Verhältnisse bei den Biofilmverfahren teilweise um. Das betrifft insbesondere Verfahren mit getauchten Festbetten im Bereich niedriger spezifischer Bewuchsflächen, bei denen der molekulare Stofftransport in der Biomasse zum geschwindigkeitsbestimmenden Faktor wird. Auf der Grundlage der Penetrationstheorie kamen Wuhrmann und Harremoes zu theoretischen Aussagen, mit denen sich Parameterbereiche für kritische Betriebszustände angeben lassen. Die theoretischen
Voraussagen befinden sich in guter Übereinstimmung mit den praktischen Betriebserfahrungen.
Mithilfe der Computersimulation lassen sich in Ergänzung zu herkömmlichen statischen Auslegungsmethoden wichtige
zusätzliche Informationen über den Betrieb von Anlagen zur biologischen Abwasserbehandlung gewinnen. Die verwendeten
mathematischen Modelle bestehen aus den Massenbilanzen der Reaktionskomponenten in Form von nichtlinearen gewöhnlichen Differentialgleichungen sowie Nebenbedingungen für den Sauerstoffeintrag und der Kinetik der biochemischen Reaktionen. Die Lösung erfolgt numerisch mithilfe eines RungeKuttaVerfahrens 4. Ordnung. Die Möglichkeiten der Computersimulation werden demonstriert am Beispiel einer Kleinkläranlage bei temporärer Überlast bzw. Stoßbelastungen durch Badewannenabfluss und am Beispiel einer Reaktorkaskade mit vorgelagerter Denitrifikationsstufe und unterschiedlichen Werten des Rücklaufstromes.
Verfahrenstechnisch-biologische Aspekte bei der Auswahl und beim Betrieb von Kleinkläranlagen
(2011)
Kleinkläranlagen sind eine wichtige Säule der dezentralen Abwasserbehandlung. Ungeachtet komplizierter Randbedingungen
können mit den derzeitigen technischen Möglichkeiten die Anforderungen der Größenklasse 1 der Abwasserverordnung und
in vielen Fällen der weitergehenden Abwasserreinigung bezüglich N- und P-Eliminierung erfüllt werden. Die Leistungsfähigkeit hängt maßgeblich vom gewählten Verfahren und Anlagentyp sowie von der Qualität der Bauausführung und der Wartung ab. Eine vergleichende Analyse zeigt, dass sich Kleinkläranlagen mit Biofilmreaktoren im Unterschied zu Anlagen mit suspendierter Biomasse auch in extremen Betriebssituationen durch eine höhere Betriebsstabilität und geringere Anzahl von Grenzwertüberschreitungen auszeichnen.