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UMTEC
Institut für Umwelt- und
Verfahrenstechnik
Oberseestrasse 10
8640 Rapperswil
Tel. +41 (0)58 257 48 60
umtec(at)ost.ch

Erfolgsgeschichte: Bessere Gewässerqualität durch
Direktdosierung von Pulveraktivkohle im Belebungsbecken

Vom UMTEC mitentwickelt, von der Stadt Wetzikon in die Praxis umgesetzt.

 

Um Mikroverunreinigungen aus dem kommunalen Abwasser zu entfernen, braucht es, neben den konventionellen Verfahren der Abwasserreinigung, eine zusätzliche Reinigungsstufe. Das UMTEC hat in Zusammenarbeit mit der Stadt Wetzikon, der Holinger AG, dem AWEL und weiteren ein neues Verfahren entwickelt, das die Mikroverunreinigungen effektiv zurückhält. Dieser Artikel erläutert die Ergebnisse der Entwicklungsarbeiten.


Abbildung 1: Abwasserreinigungsanlage (ARA) Wetzikon.

Hintergrund
Arzneimittel, Pflanzenschutzmittel und weitere Mikroverunreinigungen (MV) stellen eine grosse Herausforderung für die kommunalen Abwasserreinigungsanlagen dar. Trotz der geringen Konzentrationen im Abwasser sind MV eine Gefahr für Wasserlebewesen und Menschen. Im Trinkwasser sind die Substanzen ohnehin unerwünscht. Die konventionellen Reinigungsverfahren zeigen keine befriedigende Reinigungswirkung, weshalb in der Schweiz seit 2016 die wichtigsten Kläranlagen mit einer zusätzlichen Reinigungsstufe ausgerüstet werden. Somit wird ein wichtiger Beitrag zur Reduktion der Gewässerbelastung geleistet.

Verfahren zur Elimination von MV

In den vergangenen Jahren haben sich zwei Verfahren durchgesetzt: Zum einen die Aktivkohleadsorption und zum anderen die Ozonung. In gewissen Fällen ist ebenfalls die Kombination beider Verfahren umgesetzt worden. Beide Verfahren weisen Vor- und Nachteile auf. Vorteile der Aktivkohleadsorption sind, dass die Schadstoffe aus dem Wasser entfernt werden und der geringe Energiebedarf. Als nachteilig wird der grosse Platzbedarf bewertet. Die Ozonung kommt im Gegensatz zur Aktivkohleadsorption mit weniger Platz aus, dafür ist der Energiebedarf grösser. Zudem sind die im Wasser verbleibenden Abbauprodukte der Ozonung nicht unumstritten.

Aktivkohleadsorption mit Pulveraktivkohle (PAK)
Die Aktivkohleadsorption wird häufig in drei Stufen aufgebaut: Auf die Adsorptions- und die Sedimentationsstufe folgt eine Filtration. Alternativ kann Pulveraktivkohle (PAK) auch direkt in die biologische Stufe dosiert werden. Der Flächenverbrauch ist dabei gering und die bestehende Infrastruktur kann optimal eingebunden werden. Erste Versuche wurden vor 10 Jahren an der Eawag erfolgreich abgeschlossen.

Der Pilotversuch
Im Rahmen eines anwendungsorientierten Forschungs- und Entwicklungsprojektes unter der Leitung des UMTECs wurde das alternative Pulveraktivkohle-Verfahren unter realen Betriebsbedingungen auf der ARA Flos in Wetzikon pilotiert. Eine Teilstrasse der Anlage wurde im Zuge des Projektes mit dem neuen Verfahren ausgerüstet. Neben dem UMTEC waren die Stadt Wetzikon, die Holinger AG, das AWEL und das BAFU am Projekt beteiligt. Die vorbereitenden Versuche im Labor wurden durch das UMTEC übernommen. Mit dem gut ausgerüsteten Labor und seinen praxisfokussierten Mitarbeiter*innen konnte das UMTEC seine Stärken vollumfänglich einsetzen. Die Pilotierung wurde, nach anderthalb Jahren im stabilen Betrieb, 2014 erfolgreich abgeschlossen. Die gesetzlich vorgeschriebene Eliminationsleitung von 80 % der Indikator-MV wurden sowohl bei Trockenwetter als auch bei Regenwetter erreicht.

Erfolgreiche Umsetzung des Pilotprojekts in die Praxis
Der erfolgreiche Abschluss der Pilotierung unterstrich das grosse Potential des Konzeptes. Die Betreiber der ARA Flos entschieden sich daraufhin, das Verfahren auf der ganzen Anlage zu implementieren. Auf der ARA Flos ist die PAK-Direktdosierung nun seit 2019 in Betrieb. Die PAK wird in der Nachbelüftungszone der Belebungsbecken zugegeben und in den Belebtschlamm eingebunden. Die Abtrennung des Gemisches erfolgt in der darauffolgenden Nachklärung und Filtration. Die Kernkomponenten umfassen ein Silo zur Lagerung der PAK und eine Dosierstation. Auf der ARA Flos wurde die Dosierstation in den unteren Teil des Silos integriert. Der Flächenverbrauch beträgt lediglich 10 m2, weil keine zusätzlichen Behandlungsbecken nötig waren. Die Dosierung erfolgt proportional zum Zufluss, wobei die PAK-Konzentration im Durchschnitt bei 12 mg/l liegt. Thomas Bhend, Bereichsleiter der Stadtentwässerung, blickt zufrieden auf die vergangen zwei Betriebsjahre zurück. Er schätzt das unkomplizierte Verfahren auf Grund des geringen Wartungsaufwandes, der Zuverlässigkeit und des geringen Energieverbrauches. Auch nach der Erweiterung der ARA Flos von 37'000 EW auf 52'000 EW wird weiterhin auf die PAK-Direktdosierung zur Elimination der Mikroverunreinigungen gesetzt.

Erfolgreich vom Entwicklungsprojekt in die Praxis umgesetzt: Bei allen Fragen rund um die Behandlung von Abwasser können Sie auf uns zählen. Wir erforschen Probleme nicht, wir lösen sie! Kontakt: Jean-Marc Stoll, jeanmarc.stoll(at)ost.ch


Projektpartner:
Holinger AG
Stadt Wetzikon
Ensola Wassertechnik AG

Unterstützung:
BAFU
AWEL
ERZ


Autor:

Manuel Stäheli, Projektleiter