Zugabe von externem Kohlenstoff
Die mechanisch-biologische Kläranlage Pforzheim mit anaerober Schlammstabilisierung ist für 250.000 EW ausgelegt. Die Zusammensetzung des Abwassers in Pforzheim ist stark durch die hohen Nitratfrachten, die von den mehreren Betrieben - zur Metallrückgewinnung - eingeleitet werden, beeinflusst. Die Nitratfrachten schwanken sowohl im Wochen- als auch im Tagesverlauf erheblich.
Um die Überwachungswerte sicher einhalten zu können, ist in Pforzheim eine diskontinuierliche Zugabe von der externen Kohlenstoffquelle (C-Quelle) in die vorgeschaltete und bei Bedarf in die nachgeschaltete Denitrifikationszone zwingend erforderlich.
Durch die Zugabe von der C-Quelle wird bei dem biologischen Kohlenstoff- und Stickstoffabbau die Bildung und Emission nicht nur von CO2, aber auch von Lachgas (die relevantesten Treibhausgase, die bei der biologischen Abwasserreinigung freigesetzt werden) maßgeblich begünstigt. Als C-Quellen werden in Pforzheim Substrate mit der Wirksubstanz von Acetat, Glykol, Glycerin zu dosiert. Zusätzlich wird täglich Schlammwasser (Überstandwasser von der Eindickung des Primärschlammes) als C-Quelle eingesetzt.
Forschungsprojekt zur Emissionsreduzierung
Im Zuge des Klimawandels und der gesamtheitlichen Betrachtung von Emissionen aus Kläranlagen steht Optimierung und Erforschung der Lachgasbildung in einem Forschungsprojekt: NoNitriNox - Planung und Betrieb von ressourcen- und energieeffizienten Kläranlagen mit gezielter Vermeidung umweltgefährdender Emissionen - durch das BMBF gefördert (Fördermaßnahme: „Intelligente und multifunktionelle Infrastruktursysteme für eine zukunftsfähige Wasserversorgung und Abwasserentsorgung (INIS)”) im Fokus. Projektteilnehmer sind Ing. Büro IFAK, Uni Stuttgart, Weber Ingenieure, Kläranlage Pforzheim und Kläranlage Steinlach-Wiesaz.
Für die Bestimmung der Bildungsrate von Lachgas in der Denitrifikations- und der Nitrifikationszone wird unter anderem ein N2O-Sensor von der Firma Unisense Environment A/S eingesetzt.
Bevorzugte N2O-Bildung bei der Denitrifikation
Zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels ist das N2O-Abwassersystem seit über einem Jahr zur Bestimmung der Lachgaskonzentration in der gelösten Phase in Pforzheim im Einsatz.
Es konnte mittels der Messung nachgewiesen werden, dass die Lachgasbildung in der Denitrifikationszone tatsächlich durch die Zugabe von der C-Quelle oder durch die Zugabe des Schlammwassers begünstigt wird. Seitdem der neue Unisense N2O-Abwasser-Kontroller mit einer Kalibrier- und Auswerteeinheit ausgestattet ist, ist die Handhabung viel einfacher und benutzerfreundlicher geworden. Der Einsatz von den externen Auswerte-Geräten ist auch dadurch nicht mehr erforderlich.
Alle maßgeblichen Messgrößen zur Beurteilung der Lachgasbildung sind in Pforzheim im Prozessleitsystem (PLS) integriert und liegen als 15-Minuten-Werte vor.
N2O-Messungen als Grundlage für die Optimierung
Nach den Erkenntissen aus der Lachgasmessung kann auf der Kläranlage Pforzheim bereits eine Optimierung der Zugabe des Schlammwassers vorgenommen werden. Zurzeit erfolgt die Zugabe des Schlammwassers ungeregelt (im Vergleich zur der geregelten Zugabe der C-Quelle) und verursacht ziemlich hohe N2O-Bildung.
Desweiteren wird der N2O-Abwasser-Kontroller der Firma Unisense Environment zur erstellen der Becken-Profile (N2O-Bildung in der wässrigen Phase) in der Nitrifikationszone eingesetzt.
Die Veröffentlichung der Ergebnisse erfolgt im Rahmen des Forschungsprojekts NoNitriNox. Erfahren Sie mehr unter www.ifak.eu www.ifak.eu.
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