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Spurenstoffelimination bei Regenwetter
Aqua & Gas N° 2, 2020
Fachbeitrag von M. Schachtler (ARA Neugut), J. Otto (ENVILAB), M. Thomann (HOLINGER).
Zusammenfassung
Die Spurenstoffelimination bei allen Wetterlagen knapp über der geforderten Eliminationsgrenze von 80% zu halten, ist mithilfe einer geeigneten Steuerung (BEAR-Algorithmus), eines optimierten Ozoneintragsverfahrens (LOD-Verfahren) und einer aktiven Frachtbewirtschaftung machbar. Die Erfahrung der ARA Neugut zeigt, dass in 90% der Fälle die Eliminationsleistung zwischen 80 und 85% beträgt. Mit dieser engen Bandbreite der Spurenstoffelimination kann am effektivsten der Bildung von Oxidationsnebenprodukten entgegengetreten werden. Zu- gleich ist eine hohe Wirtschaftlichkeit der Ozonstufe gegeben. Anhand der erhobenen Daten konnte weiter gezeigt werden, dass die DOC-Fracht mit steigender Abwassermenge zunimmt. Dies bedeutet, dass mit steigender Abwassermenge eine höhere Ozondosis erforderlich ist. Der Vergleich der DOC- mit den CSB- Frachten zeigt eine gute Übereinstimmung. Deswegen kann bei nicht ausreichenden oder fehlenden DOC-Werten im Ablauf der Nachklärung die CSB-Konzentration für die Dimensionierung der vierten Reinigungsstufe verwendet werden. Hier ist zu beachten, dass die Korrelation von der Abwasserzusammensetzung abhängig ist. Somit ist sie spezifisch für jede ARA zu ermitteln.
Für eine konstante Spurensto elimination im engen Band von 80 bis 85% ist eine Ozondosis von total 0,32 – 0,54 g O3 /g DOC, resp. von 0,16 – 0,27 g O3/g DOC pro Eintragskammer, erforderlich. Die grosse Bandbreite der Ozondosen bei allen Witterungsverhältnissen weist darauf hin, dass eine konstante Spurenstoffelimination dem Einfluss der DOC-Fracht, der Abwasserzusammensetzung und der Ozonzehrung der Wasserinhaltsstoffe unterliegt. Sie zeigt auch auf, dass einfache proportionale Strategien (Dosierung proportional zur Abwassermenge oder zum SAKIN-Wert im Zulauf) nicht zielführend sind, um eine konstante Eliminationsleistung bei gleichzeitiger Minimierung von Oxidationsnebenprodukten zu erreichen.
Allgemein ist mit dem BAFU und den kantonalen Behörden zu diskutieren, ob bei Starkregen, der an 3 bis 6% der Tage im Jahr auftritt, die Eliminationsleistung von 80% stets zu erfüllen ist. Dies ist zwar einfach mittels starker Erhöhung der Ozondosis möglich, jedoch bleibt abzuwägen, ob dies immer sinnvoll ist. Durch eine hohe Ozondosis entstehen Oxidationsnebenprodukte, deren Bildung es zu vermeiden gilt. Ferner hat eine hohe eingesetzte Ozondosis Auswirkungen auf die Dimensionierung der vierten Reinigungsstufe. So müssen z. B. die Generatorenleistung und Reaktorgrösse anders ausgelegt werden.
Mit der Frachtbewirtschaftung können rasch ansteigende Abwassermengen und Frachten gedämpft werden. Jede Dämpfung wirkt sich positiv im Gesamtsystem der Kläranlage aus. Damit lässt sich die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage steigern und eine optimale Reinigungsleistung erzielen. Eine gut funktionierende biologische Reinigung vor der Ozonstufe sowie eine bedarfsgerechte Ozondosierung sind daher wirtschaftlich ebenso wichtig wie die Fracht-, Abwasser- und Rücklaufbewirtschaftung. Für die Vernetzung möglichst vieler Aspekte und der dazu notwendigen Installationen braucht es Zeit und Investitionen und vor allem auch den Willen des Betreibers.
- Anno di pubblicazione: 2020