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Optimierte Verfahrenskombination von Pulveraktivkohle und Membranfiltration zur Entfernung von Mikroverunreinigungen – Schlussbericht
FHNW, 2013
Schlussbericht von Jonas Löwenberg et al. der FHNW in Zusammenarbeit mit WABAG Wassertechnik AG, Amt für Industrielle Betriebe Kanton Basellandschaft und der Dolder AG.
Zusammenfassung
Der vorliegende Abschlussbericht fasst die Ergebnisse des Projektes Aquapure zusammen, welches die Realisierung und Optimierung eines Hybrid-Membran-Prozesses (HMP) zur Reduktion von Mikroverunreinigungen aus dem Ablauf von Abwasserreinigungsanlagen (ARA) im Pilotmassstab zum Ziel hatte. Der HMP setzt sich in diesem Anwendungsfall aus einer Adsorption an Pulveraktivkohle (PAK) und einer nachfolgenden Ultrafiltration (UF) zusammen.
Die Versuche erstreckten sich über einen Zeitraum von nahezu 2 Jahren, von März 2011 bis November 2012, auf der ARA Birsfelden (Kanton Basel Landschaft). In einer ersten Projektphase wurden zwei unterschiedliche Membranverfahren mit vorheriger PAK Adsorptionsstufe im Versuchsmassstab erprobt und verglichen. In einer zweiten Projektphase wurde der für geeigneter befundene PAK/UF Prozess im Pilotmassstab realisiert und optimiert.
Im Gegensatz zu den Verfahrenskombinationen von PAK-Adsorption und Sedimentation oder Sandfiltration erlaubt die Prozesskombination von PAK-Adsorption und Ultrafiltration (PAK/UF) einen vollständigen Rückhalt der zuvor dosierten PAK sowie eine weitgehende Desinfektion.
Im vorliegenden Projekt konnte der Betrieb eines getauchten und eines gedrückten PAK/UF Prozesses im Versuchsmassstab über den Zeitraum von sechs Monaten und der Betrieb eines gedrückten PAK/UF Prozesses im Pilotmassstab über den Zeitraum von einem Jahr erfolgreich umgesetzt werden. Es konnten verschiedene Zusammenhänge zwischen Betriebsbedingungen und Membranverhalten unter Betrieb mit PAK Dosierung aufgedeckt werden. Die Untersuchungen der Permeatqualität und Ergebnisse erster Membranautopsien zeigten, dass weder die gedrückte noch die getauchte Membran durch den Betrieb mit PAK beschädigt wurden.
Es konnte gezeigt werden, dass die Umsetzung der gewählten Prozesskombination für die Entfernung von Mikroverunreinigungen aus dem Ablauf einer ARA bei stabilem Betrieb und hohen Permeatqualitäten möglich ist. Es kann davon ausgegangen werden, dass die geforderte Entfernung von 80% der Mikroverunreinigungen durch den Gesamtprozess ARA mit einer nachgeschalteten PAK/UF Stufe bei einer Dosierung von 20 mg PAK/L und einer Kontaktzeit von 1-2 Stunden mit Rückführung der PAK in die biologische Stufe machbar ist. Weiterhin konnten für den Standort Basel Land ungewöhnliche Bedingungen bezüglich des Eintrags von Sulfamethoxazol in die ARA Birs festgestellt werden.
- Anno di pubblicazione: 2013