Optimierung von verschiedenen Biofilm-Reaktoren zur Wasseraufbereitung

Hintergrund

Das Abwasser der wachsenden Touristenstadt El Gouna in Ägypten wird in einer zentralen Kläranlage mit Belebungsbecken aufbereitet. Da die Anlage im schnell expandierenden Stadtgebiet liegt, sind trotz des erhöhten Zulaufs von Abwasserfrachten keine Erweiterungsbauten möglich. Carsten Riechelmann arbeitet für das Institut Wasseringenieurwesen am Campus El Gouna der Technischen Universität Berlin. Er unterstützt die Stadt dabei, verschiedene Möglichkeiten der Kapazitätserhöhung der Anlage zutesten. Zusammen mit Tristan Wilm analysiert er, ob Verfahren, die in <15°C Bioreaktoren in Europa verwendet werden, auch in der >30°C Anlage in Ägypten funktionieren.

Riechelmann stellt dabei einen Vergleich zwischen drei Verfahren her: einer Optimierung des konventionellen Belebtschlammverfahrens, der Anwendung eines Festbett- und der Anwendung eines beweglichen Biofilmträgerverfahrens. Die Anwendung von Biofilmträgern ist eine innovative Lösung, mit der die Kapaziät existierender Kläranlagen erhöht werden kann, ohne neue Becken zu bauen. Da es jedoch relativ junge Verfahren sind, gibt es noch offene Fragen bezüglich ihres Designs, des Umwandlungsprozesses sowie der Leistungsfähigkeit.

Lösung von s::can

Um die Kapazität für den CSB-Abbau und die Nitrifikation zu erhöhen, müssen die Einflüsse der unterschiedlichen Parameter auf das biologische Reinigungsverfahren verstanden werden. Unter Verwendung eines Probenahmesystems mit dem s::can Online Monitoring System werden vier verschiedene Probenahmestellen gemessen. Ein spectro::lyser ein ammo::lyser und ein oxi::lyser messen im Zufluss sowie die im Ablauf der drei Becken CSB, TSS, NO3, NH4, pH, O2 und Temperatur. Die Sensoren sind mit einem con::cube Bediengerät mit der moni::tool Software verbunden, die alle Daten speichert und visualisiert.

Mit der Bediensoftware moni::tool können Relais geschaltet werden. Diese Funktion wurde genutzt, um 15-minütig zwischen vier verschiedene Pumpen zu wechseln. Das Wasser gelangt in den Messkanal, in dem die Sensoren installiert sind und kann so mit nur einem Set von s::can Sensoren gemessen werden. Nach der Datensortierung werden die Unterschiede zwischen dem normalen Klärschlammprozess und den zwei Biofilm Hybridprozessen analysiert.

Ziel dieses Forschungsprojekts ist es, mithilfe der Daten die idealen Prozesskonditionen und die Höchstkapazität der Kläranlage durch die Biofilmträger Anwendungen zu bestimmen. Die gesammelten Daten werden für die Kalibrierung eines Models in Simba#™ verwendet, das die Neuberechnung weiterer überbeanspruchter Kläranlagen in Ägypten ermöglicht, die ihre Kapazität erhöhen müssen.

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