Optimierung einer Anlage zur biologischen Sickerwasserreinigung mit Stickstoffeliminierung

Diplomarbeit von Sven Jensen

Problemstellung:

Die Firma Meuselwitz Guss GmbH ist ein auf Grauguss spezialisierter Gießereibetrieb in Thüringen. Gleichzeitig ist sie Betreiberin der Sonderabfalldeponie Phönix-Ost, auf der insbesondere Gießereialtsande, Ofenausbruch und Erdaushub mit schädlichen Verunreinigungen abgelagert werden.

Das Betreiben einer Deponie ist untrennbar mit der Entstehung verschmutzten Wassers verbunden. Niederschlagswasser nimmt beim Durchfließen der Abfallhalden einen Teil der löslichen Verunreinigungen auf und tritt an tiefergelegenen Stellen wieder zutage. Dieses Sickerwasser wird in Gräben gefasst und derzeit auf der Deponie in großen Erdbecken zwischengespeichert. Aufgrund der Schadstoffbelastung ist das Einleiten in den Vorfluter nicht zulässig. Zur Aufbereitung des Sickerwassers nach dem Stand der Technik ist die Errichtung einer Sickerwasserreinigungsanlage nötig.

Eine rein theoretische Auslegung der Behandlungsanlage beinhaltet ein erhöhtes Risiko für die Investitions- und Betriebskosten. Durch den Versuchsbetrieb einer mobilen Reinigungsanlage sollte die noch sehr unsichere Planungsgrundlage soweit gefestigt werden, dass eine wesentlich konkretere Anlagenplanung durchgeführt werden kann.

Das Ingenieurbüro GUT mbH, Berlin, erhielt den Auftrag als unabhängiger Planer ein Konzept zur Sickerwasserreinigung zu erarbeiten. Für den oben geschilderten Deponiestandort wurde die Verfahrenskombination Biologie - Ultrafiltration - Aktivkohle als vielversprechend angesehen. Mittels einer Ausschreibung wurde das BIOMEMBRAT ®-Verfahren der Firma Wehrle Werk AG, Emmendingen, als ein geeigneter Anlagentyp ausgewählt. Vorliegende Diplomarbeit entstand im Rahmen eines Pilotversuchs mit einer BIOMEMBRAT®-Anlage auf der Deponie Phönix-Ost.

Innerhalb eines Probebetriebes von 3 Monaten sollte die prinzipielle Einsatzmöglichkeit des ausgewählten Verfahrens nachgewiesen werden. Das formulierte Ziel war, die Schadstoffbelastung des Sickerwassers so zu reduzieren, dass die Bedingungen für eine Direkteinleitung eingehalten werden können. Es sollte untersucht werden, inwiefern die Inhaltsstoffe des Sickerwassers in einer biologischen Reinigungsstufe abbaubar sind. Die für die Auslegung und den Betrieb einer stationären Anlage relevanten Parameter sollten ermittelt werden.

Im einzelnen waren dies:

- Verbrauch an Neutralisationsmittel.

- Eliminationsgrade für CSB, TOC, NH4 N, N03 N, N02 N, AOX, Phenole.

- erreichbare Raum- und Schlammbelastungen.

- notwendige Randbedingungen für eine Denitrifikation.

Daneben sollte die Funktionstüchtigkeit einer Ultrafiltrationsanlage zum Biomassenrückhalt getestet werden. Als dritte Stufe war die Effizienz von Aktivkohlefiltern zu untersuchen. Es bestand die Aufgabe den Verbrauch an Aktivkohle, wie er im realen Betrieb auftritt, zu errechnen.

Die ermittelten Ergebnisse sollten als Grundlage für die Auslegungsberechnung einer stationären Sickerwasserreinigungsanlage verwendet werden.

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