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Aktueller Stand Spurenstoffelimination auf ARA in der Schweiz

Julie Grelot, Aline Meier, Pascal Wunderlin

VSA-Plattform «Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen»

Klärwärtertagung Kanton Thurgau, 9. November 2018

Inhalt

1

2

3 Veranstaltungen

Plattform-Projekte

Verfahrenstechnik

Inhalt

1 Verfahrenstechnik

In Betrieb

In Planung/Bau

Aktivkohle Ozon Kombination

Stand: Oktober 2018

Stand der Projekte

Quelle: VSA‐Plattform «Verfahrenstechnik Mikroverunreinigungen»

Verfahrenswahl

Einzugsgebiet

Vorfluter

Kläranlage

Verfahrenskombination

???

Verfahren zur Spurenstoffelimination

Ozonung?

Aktivkohle?

Artikel zum aktuellen Stand der Verfahrenstechnik im A&G Nr. 11 2017

Ozonung

In biologische Stufe

OzongeneratorAbgasbehandlung

OzonungsreaktorSandfilter

Sauerstofftank Verdampfer

Nachklärung

Stoffumwandlung (= labile, toxische

Reaktionsprodukte) Biologische

Nachbehandlung notwendig

SicherheitOzon ein Reizgas,

Umgang mit Sauerstoff beachten

Biologische Vorreinigungbeachten: Nitrit und DOC erhöhen Ozon-Verbrauch

Stromverbrauchsteigt an wegen

Ozon-Herstellung

Ozonungen in BetriebARA Neugut, ARA Reinach, ARA Werdhölzli, ARA Bassersdorf

Abklärungen Verfahrenseignung Ozonung(Empfehlung des VSA)

Inbetriebnahme OzonungKlärwerk Werdhölzli

Foto: © ERZ

PAK («Ulmer Verfahren»)

Schnittstellenrelativ grosse Wechselwirkungen mit bestehender Anlage; keine negativen

Auswirkungen der PAK

Einfluss auf Biologie ausreichende Kapazität

in der Biologie für PAK-Rückführung

Schlammvolumenindex tendenziell besser, wenn

vorher schlecht

Herzstück der Anlagekann am Anfang Probleme

verursachen(sicherheitstechnische Aspekte im Umgang mit

PAK berücksichtigen)Dosis 1.7-2 mgPAK/mgDOC

PAK-AbtrennungSandfilter oder

Tuchfilter positive Zusatzeffekte durch

Sandfiltration

Ulmerverfahren in BetriebARA Herisau, ARA Thunersee

http://www.arathunersee.ch/anlage/pak/

Inbetriebnahme Aktivkohle-VerfahrenARA Thunersee

PAK vor Sandfilter

Einfluss Biologie und Schnittstellen

ähnlich wie bei Ulmer Verfahren

Flockungsprozesssehr wichtig für

Einlagerung und Rückhalt der Kohle im

Filter (d.h. nicht zu hohe Turbulenzen,

kaskadierte Flockung)

PAK-Dosierung1.7-2 mgPAK/mgDOC

Sandfilterdiskontinuierlich rückgespülter

2-Schicht-Sandfilter (PAK-Rückhalt und

Kontaktzone)Inbetriebnahme grosstechnische UmsetzungARA Schönau

PAK in die (Membran-)Biologie

PAK in die (Membran-)Biologie

Fallspezifisch entscheidenes gab Untersuchungen, wo beides, nur Fällmittel, oder weder noch dosiert wurde

Filtrationimmer notwendig, grosse

Verfahrensvielfalt positive Zusatzeffekte durch Sandfiltration

Einfluss Biologie und Schnittstellenähnlich wie bei Ulmer Verfahren

PAK-Dosierungca. 3 mgPAK/mgDOC

Grosstechnische Umsetzung im BauARA Wetzikon

GAK im Wirbelbett

GAKKörnung 0.4-1.4 mm

(Kohlenalter von durchschnittlich 100 d)

Zugabe Frischkohle«Batchweise» vorgängig Feinanteile auswaschen

KohlerückhaltKohlerückhalt

vermutlich ausreichend

Regeneration GAK diskontinuierlicher

Kohleabzug die Kohle wird

regeneriert und wieder verwendet

Inbetriebnahme grosstechnische UmsetzungARA Penthaz

GAK im Wirbelbett - Pilotversuch STEP Penthaz

• AK-Verbrauch: 2 mgGAK/mgDOC(vergleichbar PAK-Verfahren)

• Höhere AK-Zugabe bei Regenwetter oder Frachtspitzen

• Bei hohen GUS-Werten Rückspülung• Einfacher Betrieb

1. Phase: GAK von Chemviron abgeschlossen: Kurzfassung vom Zwischenbericht auf

www.micropoll.ch (auf Deutsch)

2. Phase: GAK von Norit abgeschlossen: Synthesebericht auf www.micropoll.ch

Foto: R. Casazza, Triform

Pilot CarboPlus®

Januar 2019: Aqua&Gas-Artikel auf Deutsch

GAK im Wirbelbett - grosstechnische UmsetzungARA Penthaz

Fotos: Triform SA

GAK-Filtration

Aktivkohle (GAK)

Überstau

Rückspülvorrichtung

NiveaumessungZulauf

Rückspülwasser (zu Vorklärung)

Ablauf

Vorrichtung fürGAK-Ausbau

Diskontinuierlich rückgespülter GAK-Filter

Kontinuierlich rückgespülter GAK-Filter

Grosstechnische Umsetzungen: ARA Altenrhein (Kombination mit Ozon)KA Obere Lutter (D)

Grosstechnische Umsetzungen: KA Rietberg (D)

GAK-FiltrationAuslegung GAK-Filter

Kontaktzeit entscheidend d.h. tendenziell grössere Filter

notwendig, ABER: im Moment noch zu wenig Sicherheit d.h.

Investitions- und Betriebskosten unsicher

Schnittstellenrelativ wenig Wechselwirkung

mit bestehender Anlage (Filter-Rückspülwasser)

Biologische Vorreinigung DOC führt zur Beladung

der GAK GUS zu höheren

Filterrückspülintervallen

GAK Verschiedene

Produkte mit verschiedenen

Körnungen (1.2-2.3 mm) Regeneration der

Kohle

Grosstechnische Umsetzung im BauARA Altenrhein (Kombination mit Ozon)

1. Phase - Erkenntnisse• AK-Verbrauch vergleichbar PAK-Verfahren• Keine Zusatzstoffe• Einfacher Betrieb• Tiefe GUS- und DOC-Werte entscheidend

für wirtschaftlichen Betrieb

Zwischenbericht verfügbar auf www.micropoll.ch

2. Phase: Ozonung + GAK-FilterAm Laufen

Es braucht mehr Erfahrungenzu Kosten und Betrieb

GAK-Filtration - Pilotversuch ARA Bülach

GAK-Reaktivierung

Reaktivierung der GAK beim Reaktivierungswerk Batrec möglich

Kapazität vorhanden

Vorteil: kein Transport ins Ausland nötig

Logistik noch nicht optimiert (Erfahrungen Deutschland)

Ob Reaktivierung von «Mikro-GAK» auch möglich ist, müsste

getestet werden

Für eine zukünftige Zusammenarbeit braucht es das Interesse

verschiedener Akteure (PAK-Lieferant, Batrec, ARA-Betreiber)

Melden Sie sich über info@micropoll.ch an!

Au

stra

g

Kombinationen Ozonung und Aktivkohle

Kombinationen Ozonung und Aktivkohle

Ozonung + PAK • Pilotversuch + geplante Realisierung ARA ProRheno (Basel)

Ozonung + GAK • Pilotversuch ARA Glarnerland• Pilotversuch ARA Bülach• Pilotversuche + Realisierung ARA Altenrhein

• Reduzierte spezifische Ozondosierung• Viel Flexibilität• Komplexität und Betriebsaufwand steigt• Interessant für grosse ARA• Geht über die gesetzlichen Anforderungen hinaus

Fazit Verfahrenstechnik

• Etablierte Verfahren Ozonung Nachgeschaltete PAK-Stufe (Ulmer-Verfahren)

• Auf dem Weg zum Standardverfahren PAK vor Sandfilter PAK in Biologie

• Weitere Erfahrungen nötig GAK im Wirbelbett GAK-Filtration Verfahrenskombinationen

Inhalt

1

2 Plattform-Projekte

Verfahrenstechnik

Abgeschlossene ProjekteKennzahlen und Nachbehandlung Ozonung

Abgeschlossene ProjekteZusammenstellung bisheriger Erfahrungen mit UV-Sonden

• Kontinuierliche Messung des UV-Absorbanz-Signals bei der Wellenlänge 254 nm im Zu- und Ablauf der MV-Stufe eignet sich zur betrieblichen Überwachung des Reinigungseffekts

• Als Ergänzung zu den gesetzlich vorgegebenen MV-Analysen

Projekte am LaufenProjekte zu Aktivkohle

AK-Schlupf

• AK-Schlupf von verschiedenen AK-Verfahren untersucht

(thermogravimetrische Analyse an FHNW)

Publikation Schlussbericht bis Ende 2018

AK-Qualität

• Auswahl AK (Ausschreibung)?

• Überwachung Qualität (z.B. Wassergehalt, Fremdkörper)

KA-Artikel zu Praxiserfahrungen mit PAK

A&G-Artikel zu Aktivkohle-Qualität allgemein

Projekte am LaufenProjekte zu Ozon

Überwachungskonzept Ozonung

• Überwachung der Abwasserzusammensetzung

• Proaktive Kommunikation (präventives Vorgehen

relevanter Akteure im Einzugsgebiet)

Zusammenstellung Daten aus Abklärungen

Verfahrenseignung Ozonung: Entscheidungshilfe

• Artikel im Aqua&Gas 2019

Newsletter Nr. 12

• Plattformprojekte• Projekte zur Aktivkohle

• Qualitätskontrolle• GAK-Reaktivierung

• Plattform Wasserqualität• Pilotversuche• Grosstechnische Umsetzungen

• STEP de Neuchâtel• Projekte im Tessin

• Internationale News• Rückblick/Ausblick

Veranstaltungen

Inhalt

1

2

3 Veranstaltungen

Plattform-Projekte

Verfahrenstechnik

Erfahrungsaustausch Ozonung und Aktivkohle

1. Workshop am 14. Juni 2018

So geht’s weiter…- ERFA Ozon:

Erfahrungsaustausch unter Betreiber aus DE-CH und FR-CH (Lead Max Schachtler), Parallel Workshop mit allen Akteuren (Plattform)

- ERFA Aktivkohle: Erfahrungsaustausch Betreiber und Ingenieuren, Lead bei der Plattform

http://www.ines-werner.de/erfahrungsaustausch/

MV-Fachtagung 2019

Elimination von Spurenstoffen – alles vorgespurt?

» 2 Fachtagungen» Luzern, 14. März 2019 (deutsch)» Lausanne, 26. März 2019 (französisch)

» Richtet sich an für die Abwasserreinigung verantwortliche Gemeindemitarbeiter, Betreiber, (inter-)kommunale Abwasserverbände, Ingenieure und Behörden

» Programm:

» Gesetzgebung und Vollzug in der Schweiz und ausserhalb

» Verfahrenstechnik und Verfahrenswahl

» Erfahrungen mit Projektablauf, Betrieb und Überwachung:

Podiumsdiskussion mit Betreiber

» Ausblick: Nachhaltigkeit, Effekte in de Gewässern, …

Weitere Informationen

Foto: H. Messmer, August 2015

www.micropoll.chjulie.grelot@vsa.ch

aline.meier@vsa.ch

pascal.wunderlin@vsa.ch

Reinigungsleistung und deren Überwachung

• Ziel Reinigungsleistung: 80% (Rohabwasser– Ablauf ARA)• 12 Substanzen• Anzahl der Probenahmen pro Jahr ist abhängig von der

ARA – Grösse• Eine gewisse Anzahl Abweichungen ist erlaubt

37

Leitsubstanzen

• Verhältnis Kategorie 1: Kategorie 2 = 2:1

• Mindestens 6 Stoffe• Ideal: 12 Stoffe

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Kategorie Stoff

1 Amisulprid

1 Carbamazepin

1 Citalopram

1 Clarithromycin

1 Diclofenac

1 Hydrochlorothiazid

1 Metoprolol

1 Venlafaxin

Kategorie Stoff

2 Benzotriazol

2 Candesartan

2 Irbesartan

2 4-Methylbenzotriazol / 5-Methylbenzotriazol

Berechnung: Elimination pro Substanz, dann Mittelwert der Eliminationen pro Probenahme (80% Reinigungseffekt bei jeder Probenahme – NICHT im Jahresmittel)