Mit Braunkohlenkoks wirkungsvoller reinigen -ein Beitrag ... · thus providing relief as far as...

6
Mit Braunkohlenkoks wirkungsvoller reinigen -ein Beitrag zur weitergehenden Abwasserreinigung Dipl.-Ing. G. Felgener, Dr. G. Ritter, Köln Sonderdruck aus Korrespondenz Abwasser; Nr: 3/89 Rheinbraun Verkaufsgesellschaft mbH. Aachener Str. 952-958.5000 Köln 41 .Telefon: 02 21/4 80- Telefax:02 21/4 80 53 53 RHEINBRAUN VERKAUFSGESELLSCHAFT MBH

Transcript of Mit Braunkohlenkoks wirkungsvoller reinigen -ein Beitrag ... · thus providing relief as far as...

Page 1: Mit Braunkohlenkoks wirkungsvoller reinigen -ein Beitrag ... · thus providing relief as far as construction work and financial efforts are concerned. Key words: lignite Gake, activated

Mit Braunkohlenkoks wirkungsvoller

reinigen -ein Beitrag zur

weitergehenden AbwasserreinigungDipl.-Ing. G. Felgener, Dr. G. Ritter, Köln

Sonderdruck aus Korrespondenz Abwasser;Nr: 3/89

Rheinbraun Verkaufsgesellschaft mbH. Aachener Str. 952-958.5000 Köln 41 .Telefon: 02 21/4 80- Telefax: 02 21/4 80 53 53

RHEINBRAUN VERKAUFSGESELLSCHAFT MBH

Page 2: Mit Braunkohlenkoks wirkungsvoller reinigen -ein Beitrag ... · thus providing relief as far as construction work and financial efforts are concerned. Key words: lignite Gake, activated

G.

W. Felgener, G. Ritter, Köln

EPURATION PLUS EFFICACE GRÄCE AU GaKE DE LIG-NITE -UNE CONTRIBUTION AU TRAITEMENT AVANCEDES EAUX USEES

Zusammenfassung

Mit Koks aus Braunkohle kann Abwasser wirkungsvoll gerei-nigt werden. Bevorzugt kommt Koks in drei Anwendungsbe-reichen zum Einsatz: zur Vorbehandlung kritischer Abwässervor dem Einleiten in die biologische Reinigungsstufe, zurNachreinigung im Anschluß an die biologische Stufe und zurUnterstützung der biologischen Reinigung durch Zugabe inpulvriger Form (Koksstaub). Im folgenden werden Versuchs-ergebnisse aus Pilot- und Großanlagen vorgestellt, bei de-nen Koksstaub in die biologische Reinigungsstufe zugege-ben wurde. Es zeigt sich, daß Koksstaub auch die weiterge-hende Abwasserreinigung unterstützt und damit eine Entla-stung des baulichen und finanziellen Aufwandes ermög-licht.

Stichworte: Braunkohlenkoks, Belebtschlammanlage, lei-stungssteigerung, Nitrifikation, AOX-Verminderung, Bläh-schlammvermeidung, Schlammabsetzverhalten, Schlamm-

entwässerung, Schlammverbrennung.

Resumee

Le Gake de lignite permet une epuration efficace des eauxusees. 1I est surtout utilise dans trois domaines: traitementprealable d'eaux usees critiques avant I'alimentation dans lasection d'epuration biologique, epuration secondaire a lasuite de la section biologique, et assistance dans I'epurationbiologique ou le Gake est utilise sous forme pulverulente(coke pulverise). Ci-apres so nt presentes leg resultats d'es-sais realises dans des installations pilotes et industrielles oule Gake pulverige etait ajoute dans la section d'epurationbiologique. On voit que le Gake pulverige presente une gran-de efficacite egalement dans le traitement avance des eauxusees, permettant ainsi aux exploitants des installations dereduire leg travaux de construction et leg depenses finan-cieres.

Mots-cles: Gake de lignite, section des baues activees, aug-mentation du rendement, nitrification, reduction des AOX,propriete d'eviter le gonflement des baues, comportementde decantation des baues, deshydratation des baues, com-bustion des baues.

LIGNITE COKE TO ENHANCE CLEANING EFFICIENCY -A CONTRIBUTION TO ADVANCED WASTE WATERTREATMENT

Summary

Lignite Gake is a highly suitable product tor efficient wastewater treatment. It is primarily used in three fjelds: pretreat-ment of critical waste waters before they enter the biologicaltreatment section, secondary treatment following the biolog-ical stage, and support in biological treatment where Gake isused in the form of powder (pulverized Gake). In the follow-ing, test results gained in pilot and industrial-scale plants willbe presented where pulverized Gake was added to the bio-logical treatment section. Pulverized Gake was found to havean enhancing effect in advanced waste water treatment asweil,

thus providing relief as far as construction work andfinancial efforts are concerned.

Key words: lignite Gake, activated sludge section, increase inefficiency, nitrification, AOX reduction, prevention of bulkingsludge formation, sludge settling behaviour, sludge dewater-ing, sludge combustion.

1.0 Einleitung

Die Anforderungen zum Gewässerschutz wurden durch die5. Novelle des Wasserhaushaltsgesetzes deutlich nach

oben geschraubt. Neben spektakulären Unfällen waren ins-besondere die allgemeine Belastungssituation der deut-schen Fließgewässer und ein besserer Schutz des Grund-wassers vor Schadstoffbelastung hierfür maßgebend.

Als wesentlicher Beitrag zum verbesserten Gewässerschutzwird eine deutliche Verminderung des Nährstoffeintrages(Phosphor und Stickstoff) sowie von sogenannten gefährli-chen Stoffen, beispielsweise organischen Halogenverbin-dungen (AOX) , vom Gesetzgeber gefordert.

Diesen Anforderungen kann mit unterschiedlichen Maßnah-men entsprochen werden. Das naheliegendste scheint zu-nächst die bauliche Erweiterung von Kläranlagen zu sein. Indiesem Zusammenhang nennt der Präsident der ATV,

Page 3: Mit Braunkohlenkoks wirkungsvoller reinigen -ein Beitrag ... · thus providing relief as far as construction work and financial efforts are concerned. Key words: lignite Gake, activated

Prof. Imhoff, einen Aufwand von 20 Milliarden DM ein-schli~ßlich der kapitalisierten Betriebskosten [1].

Um eine spürbare Entlastung des baulichen und finanziellenAufwandes zu ermöglichen, hat die Rheinische Braunkoh-lenwerke AG (kurz: Rheinbraun) gemeinsam mit Forschungs-instituten und Betreibern eine wirkungsvolle Prozeßführungfür die weitergehende Abwasserreinigung entwickelt. Hier-bei wird pulverförmiger Braunkohlenkoks einer im übrigenunveränderten Kläranlage zugegeben. Im folgenden werdenVerfahren und Ergebnisse vorgestellt und diskutiert.

5 000 Ä). Damit werden auch größere Moleküle bzw. Mole-külketten adsorbiert, die bekanntlich schlechter biologischumgesetzt werden können.

Koks besitzt die Eigenschaft, Sauerstoff aufzunehmen, zuspeichern und wieder abzugeben. Als temporärer 02-Spei-cher kann er eingelagert in der Bioflocke der Biozönosezusätzlich und feinverteilt Sauerstoff und adsorbierte Nah-rung bereitstellen. Aufgrund dieser physikalischen Effektewurde in früheren Arbeiten das sog. Futterkrippenmodellentwickelt.

Soweit für die Blähschlammbildung oder für das instabileBetriebsverhalten von Kläranlagen Schwefelwasserstoff(H2S) mitverursachend ist, wird über den katalytisch wirken-den Koks der Schwefelwasserstoff intermediär umgesetzt zuhöheren Oxidationsstufen, beispielsweise zu Thiosulfat, waseine Entgiftung bedeutet.

An diesen guten und belastbaren Forschungsergebnissensowie den inzwischen vielzähligen Anwendungen im groß-technischen Bereich wurde im Rahmen der Untersuchungenzur weitergehenden Abwasserreinigung angeknüpft. Hierbeizeigte sich, daß über die Adsorptionsfähigkeit des Kokseseine Entnahme von organischen Halogenen der Stoffgrup-pe AOX zu einem "merklichen Anteil" gegeben ist. Bei derUmsetzung von Ammonium-Stickstoff zu Nitrit und Nitrat(Nitrifikation) wirkt Koks ebenfalls stark begünstigend undprozeßstabilisierend [5]. Als mögliche Gründe könnten eingeringeres Ausschwemmen der leichtflüchtigen Nitrifikantendurch Koks und ein Abpuffern der bei der Nitrifikation gebil-deten Säure durch die alkalische Koksasche (GaO) im Nah-bereich des Kokskornes (Grenzfilm) angeführt werden.

Ebenso ist die Sauerstoffbereitstellung am Ort der biologi-schen Umsetzung von entscheidender Bedeutung. Eine Eli-mination von Phosphor als Simultanfällung, aber auch alsnachgeschaltete Flockenfiltration ist durch Koks aufgrundseiner basischen und ferritischen Aschebestandteile in be-

grenztem Umfang gegeben.

Eine weitere Nutzung des Kokses ist auch bei der Schlamm-entwässerung-, -verbrennung und -faulung möglich.

Bei der Schlammentwässerung, beispielsweise über Kam-merfilterpresse oder Zentrifuge, wirken die fein eingelagertenKokskörner in der Flocke als Stützgerüst. Über diese Drai-nagewirkung werden höhere Trocknungsgrade erreicht undes können ggf. andere Hilfsstoffe abgesetzt, zumindestensaber verringert werden. Der hohe Heizwert des Kokses vonrd. 30 000 kJ/kg führt bei der Verbrennung von Bioschlammzu einer Selbstgängigkeit des Prozesses, d. h., es wird keinefremde Energiezuführung benötigt. Durch den über denKoks eingebrachten Kohlenstoff läßt sich der Verbrennungs-prozeß zudem bei niedrigen GO- und NOx-Werten fahren.

Versuche belegen, daß auch die Schlammfaulung durchKoks unterstützt wird: schnellere urld höhere Umsatzratenbzw. höhere Methanausbeuten stellen sich ein [6].

3.0 Versuchsergebnisse aus Pilot- und Großtechnik

Die praxisnahe Versuchsanordnung und -durchführung warzentraler Ausgangspunkt; deshalb wurden nur Untersuchun-gen an Original abwässern durchgeführt. Bewährt hat sichhierbei die Bypass-Schaltung von koksgestützten Pilotanla-gen zu Großanlagen. Bei ansonsten synchroner Fahrweisebei der Anlagen ist ein direkter Vergleich gegeben. Bei mehr-straßigen Großanlagen mit getrennten Schlammkreisläufenkonnten ebenfalls im direkten Vergleich die Effekte durch

2.0 Verfahrensentwicklung und Wirkungsweise

Mitte der achtziger Jahre wurden von Rheinbraun For-schungsarbeiten mit dem Ziel aufgenommen, Klärleistungund Betriebsstabilität von Belebtschlammanlagen zu erhö-hen sowie Blähschlamm wirkungsvoll zu unterdrücken.

Begonnen wurde diese Forschungsarbeit an Abwässern derTextil- und Papierindustrie gemeinsam mit dem auf diesemGebiet erfahrenen Institut für Textil- und Verfahrenstechnikin Denkendorf [2, 3]. In weiteren Untersuchungen wurdenandere Industriezweige einbezogen und auch der kommuna-le Bereich systematisch untersucht.

Die inzwischen erfolgreich abgeschlossenen Versuche imPilotmaßstab und in der Großtechnik führten zu folgendemVerfahren: aufgemahlener Koksstaub mit einer Feinheit von70 % kleiner 100 Ilm wird über eine Wasserstrahlpumpe derBelebtschlammanlage eingemischt.Die Koksmenge wird abgestimmt auf die produzierte Bio-masse und die spezielle Problemstellung der Anlage. Im all-gemeinen reichen 20 bis 70 g/m3 (20- 70 ppm) aus, um guteErgebnisse zu erzielen.

Diese Koksstaubpartikel werden von der Bioflocke in Formeiner Matrix aufgenommen (umschlossen) und.bilden ein bevorzugtes Milieu für Mikroorganismen

bzw..unterstützen die Bildung von Mikroorganismen-Kolo-

nien.

Auf beiden Wegen kann sich eine Biomasse ergeben, diedurch.eine hohe Veratmungsfähigkeit,.einen niedrigen Schlammindex und.eine hohe Sedimentationsgeschwindigkeit

gekennzeichnet ist. In diesem Zusammenhang wird auchvon einer "Kompakt-Flocken"-Biologie gesprochen. Interes-santerweise vergrößert sich nicht die Menge abzuziehendenÜberschußschlammes, wenn Braunkohlenkoks zugegebenwird; in [4] konnte sogar eine Abnahme festgestellt wer-den.

Die Kokszugabe führt zu einer Anreicherung im Bioschlammbis ein stationärer Zustand vorliegt, in dem die Menge do-sierten Kokses und die mit d~m Überschußschlamm ausge-schleuste Menge Kokses übereinstimmen.

Aufgrund eines sich ausbildenden "Kokspuffers" im Bio-schlamm kann von einer streng kontinuierlichen Zugabe vonKoks abgesehen werden. Es reicht aus, wenn die benötigteTagesmenge in drei bis vier Portionen zugegeben wird.

Koks aus rheinischer Braunkohle ist ein poröses Kohlen-stoffkonzentrat mit einer Gesamtoberfläche von ca.275 m2/g. Den überwiegenden Anteil daran bilden die Berei-che Mesoporen (200 bis 500 Ä) und Makroporen (500 bis

Page 4: Mit Braunkohlenkoks wirkungsvoller reinigen -ein Beitrag ... · thus providing relief as far as construction work and financial efforts are concerned. Key words: lignite Gake, activated

(mI/I)

36

30

25

40 1 1 tiDfah..- Batriebopha.. mit 1-

/ .laD! N~-N

r

Koks geprüft werden. In einigen einstraßigen Anlagen(Schlammkreislaut) war diese ideale Bedingung nicht gege-ben, so daß in vorlaufenden bzw. nachlaufenden Betriebs-phasen ohne Koks (Nullphasen) die Effekte erst deutlich wur-den.

Versuchsergebnisse zur Leistungssteigerung koksgestützterKläranlagen sowie zur Blähschlammunterdrückung wurdenbereits in [2, 3] ausführlich behandelt, so daß im folgendenauf die weitergehende Abwasserreinigung abgestellt wird.

~

1 201("C) 15

T.mp.Be,.,..I 10 ~

0

0 10 20 30 40 50 60 70 60 90 100 110

TageBild 2: Einstufige Oxidation von Ammonium-Stickstoft

(koksgestützte Nitrifikation)

Bild 1: Summenhäufigkeiten der Schlammvolumen-indexwerte mit und ohne Zugabe von Braunkohlenkoks-staub

Angemerkt sei nur ein kleiner Hinweis zur Blähschlammun-terdrückung durch Braunkohlenkoks gemäß Bild 1. Entspre-chend der gestuften Kokszugabe von 25 und 75 g/m3 wirddie Summenhäufigkeitskurve des Schlammindices zu klei-neren Werten hin verschoben und steilt sich zusätzlich auf,was eine Erhöhung der Betriebsstabilität bedeutet. Den Kur-ven Jiegt ein mehrmonatiger Versuchslauf in einer großtech-nischen Anlage zugrunde.

~ Grossanl~e -+- Pilotanlageohne Koks mit Koks

Bild 3: Abbaurate von Ammonium-Stickstoff mit undohne Zugabe von Braunkohlenkoks

3.1 Nitrifikation

Beispielhaft werden Versuchsergebnisse zweier Kläranlagenangeführt, in denen kommunale Abwässer mit Industrieanteilaufbereitet wurden.

Eine 6 m3 fassende 1 stufige Pilotanlage wurde koksgestütztund im Bypass zu einer 1 stufigen Großanlage gefahren. AlleBetriebsparameter wurden vergleichbar gehalten, so daßAbweichungen der Klärleistung auf die Kokszugabe in derPilotanlage zurückzuführen sind.

Die Schlamm belastung (BTS) der Anlage schwankte starkund lag zwischen 0,1 und 0,3 im Mittel bei 0,17 kg BSBslkgTS x d. Ebenso war auch die NH4-Eingangskonzentration

wechselhaft und streute von 15 bis 40 mg NH~I. Der Sauer-stoffgehalt lag bei 3,3 mg/I.

Weil die Nitrifikation stark temperaturabhängig verläuft, wur-den die Versuche in der kritischen Zeit der WintermonateJanuar bis März durchgeführt. Bei einer mittleren Abwasser-temperatur von 12 °C, in Einzelfällen bei 10°C, wurden dieVersuchsergebnisse in Bild 2 erhalten.

~..1an erkennt die Einfahrphase, die sog. Adaptionsphase mitKoks, an der sich die eigentliche koksgestützte Betriebspha-se mit 30 g Koks/m3 (30 ppm) anschließt.

Nach 2 bis 3 Wochen ist die Biomasse adaptiert und dieNitrifikation läuft mit hoher Betriebsstabilität, so daß die NH4-

Konzentration im Auslauf gesichert unter 5 mg/I liegt. Inter-essant ist auch der in Bild 3 gegebene Vergleich der NH4-Abbauraten von über 95 % in der koksgestützten Pilotanlageund von nur ca. 50 % in der kokslosen Großanlage bei an-sonst~n gleichen Bedingungen. Der kokslose Betrieb in derPilotanlage führte ebenfalls nur zu den niedrigen Abbauratender Großanlage.

Aufschlußreich war auch ein anderer Versuch zur Nitrifikationin einer Großanlage. In der Nullphase, d. h. ohne Kokszusatz,konnten trotz Abwassertemperaturen zwischen 15 bis 20 °Cund bei NH!-Zulaufwerten um 20 mg/I nur ca. 4 mg/I abge-baut werden, so daß im Auslauf noch 16 mg/I vorhandenwaren. Offensichtlich lag hier eine gehemmte Nitrifikationvor, zumal die durchschnittliche Schlammbelastung BTSvon 0,25 kg BSBsikg TSxd nicht übermäßig hoch war. DerSauerstoffgehalt lag bei 4,5 mg/I.

In Bild 4 sind die Versuchsergebnisse dieser Anlage mit undohne Kokseinsatz dargestellt. Man erkennt ein deutlichesAbsinken der NH!-Ablaufwerte auf Gehalte unter 8 mg/I so-wie ein folgerichtiges Ansteigen der NO3-Ablaufwerte, wennKoks zugegeben wird. Als zusätzlicher Versuchsparameterwurde die Menge zugegebenen Kokses variiert. Gute Ergeb-nisse einer Nitrifizierung lassen sich in diesem Fall bei einerDosierrate von 50 mg/m3 (50 ppm) erzielen.

Wird hingegen die Kokszugabe wieder abgesetzt, dann er-folgt sehr deutlich eine Verminderung der Nitrifikation.

Page 5: Mit Braunkohlenkoks wirkungsvoller reinigen -ein Beitrag ... · thus providing relief as far as construction work and financial efforts are concerned. Key words: lignite Gake, activated

ob.. ob..Br.onkob1 ..&1m3 I ..&1m3 B,.uDkobl..koko

I.'C ITC IgC ocrc40

(moll)35

30

21>

I20

11>

I10

//

--

j

r

\/~ /\ 1\1.4 114 214 15 115 215 315 106 206 30.6 107 207

1987

Bild 4: Ammonium- und Nitratkonzentrationen im Ablaufeiner Kläranlage

3.3 Absetzverhalten von Belebtschlamm

Das Absetzverhalten von Belebtschlamm kann anschaulichüber eine Schlammabsetzkurve dargestellt werden. Unter-suchungen zeigen, daß sich Schlamm aus einer koksge-stützten Biologie wesentlich schneller absetzt als aus einerkokslosen. Eine vergleichende Betrachtung erlaubt Bild 7.Nach 5 min Absetzzeit in einem Meßzylinder von 1 000 ml istbereits die Hälfte (500 ml) des mit Kokspartikeln eingelager-ten Schlammes sedimentiert, während der Vergleichswertbei der koks losen Schlammenge erst zwei Zehntel beträgt.Ebenfalls günstiger liegt auch der "Endwert" des koksdotier-ten Schlammes. Nach 30 min Absetzzeit erreicht dasSchlammvolumen rund 200 ml, gegenüber rund 450 ml ohneKoks. Hieraus ergibt sich der wesentliche Vorteil einer höhe-ren hydraulischen Belastbarkeit einer Nachklärung.

Bild 5: AOX Tagesganglinien vom Ablauf einer Kläran-

lage 3.4 Entwässerung von Belebtschlamm

Es wurden Entwässerungsversuche mit einer laborkammer-filterpresse und einer Schlammzentrifuge durchgeführt, beidenen Rohschlamm, mit Kalkmilch versetzter Schlamm undSchlamm aus einer koksgestützten Biologie zum Einsatzkam. In beiden Verfahren konnten mit dem koksgestütztenSchlamm die besten Resultate erzielt werden. Beispielhaftsind die Ergebnisse der Versuchsreihe" VollmantelzentrifugeType S 2-1" der KHD Humboldt Wedag AG in Tabelle 1angeführt. Die Energiebilanz verdeutlicht den durchgehen-den Vorteil einer verbesserten Schlammentwässerung durch

die Drainagewirkung der in der Schlammflocke eingelager-ten Kokspartikel sowie die ebenfalls durch die Kokszugabegegebene Heizwerterhöhung des Schlammes. Beides zu-

3.2 AOX-Verminderung

Beispielhaft werden im folgenden die Versuchsergebnissevon 2 koksgestützten Großanlagen vorgestellt. Die 1 straßiggeführten Anlagen erlaubten keine direkten Vergleiche ohneKoks, so daß in einer nachgeschalteten koksfreien Phase

(Nullphase) die dargestellten Vergleichswerte gemessenwurden.

In Bild 5 sind die AOX- Tagesganglinien im Ablauf der koks-gestützten und koksfreien Anlage wiedergegeben. OhneKoks liegen die Werte wesentlich höher, nämlich bei ca.60 1l9/1, koksgestützt hingegen bei nur ca. 13 1l9/1.

Im Bild nicht dargestellt sind die teilweise starken AOX-Bela-stungsstöße im Zulauf. Aus den Ablaufwerten ist aber zuersehen, daß eine Glättung, d. h. Abpufferung von Spitzen-werten bei koksgestützter Anlage erfolgt.

Versuchsergebnisse aus einer koksgestützten großtechni-schen AB-Anlage sind in Bild 6 dargestellt. Hierbei wurdeKoks der Schwachlaststufe, B-Stufe, zugegeben. Obwohldie AOX-Eingangswerte erheblich streuten und auch relativhoch lagen, wobei Spitzenwerte bis 250 119/1 auftraten, lagendie Ablaufwerte unter 100, im Mittel bei 63 119/1. Diese Ergeb-nisse einer AOX-Verminderung von 50-65 % wurden beieiner Koksdosierrate von nur 30 g/m3 (30 ppm) erreicht. Esdarf angenommen werden, daß mit höherer Koksmengeauch eine höhere Adsorptionsrate einhergeht.

25 30 ~10 20Zeit (min)

Bild 7: Absetzkurven eines Belebtschlammes mit undohne Braunkohlenkoks

Page 6: Mit Braunkohlenkoks wirkungsvoller reinigen -ein Beitrag ... · thus providing relief as far as construction work and financial efforts are concerned. Key words: lignite Gake, activated

sammen führt zu einer deutlich positiven Wärmebilanz beider Schlammverbrennung von ca. 5 MJ pro 1 kg Trocken-rückstand.

Os Os Osmit Koks ohne Koks mit Kalk

ohne Kalk

TrockenrQckstand % 23.4 21,0 20,0

.Nicht zuletzt ist die Entfärbung von Abwässern ebenfallsein Beitrag zur weitergehenden Abwasserreinigung. Hier-bei wird Braunkohlenkoks auch in kombinierter biolo-

gisch/adsorptiver Verfahrensführung eingesetzt..Zusätzlich zu dem vielfach in Kläranlagen eingeleiteten

Weg der baulichen Erweiterung erschließt sich mit Koksaus Braunkohle die Möglichkeit, ganz kurzfristig zur Ver-besserung der Abwassersituation beizutragen.

Die Kokszugabe führt je nach spezifischen Gegebenheitender Kläranlage zu Kosten von 1 bis 3 Pfennige pro m3 Ab-wasser. Sie umfassen die Investkosten für Bau und Aufstel-lung eines Silos mit Dosiereinrichtung und zugehöriger Re-geltechnik sowie die Betriebskosten mit der Koksbereitstel-lung als dominierenden Faktor nebst sehr geringem Bedien-und Wartungsaufwand. Dem Kapitaldienst liegen 20 Jahre

zugrunde.

Zu verdampfendeWassermenge

3.27 I

3.76

I 4,0

Wärmebedarf zur Ver- 13.08 MJdampfung des Wassers

15,04 MJ 16,00 MJ

Heizwert desUberschußschlammes

18.19 MJ 16,02 MJ

15.41

MJ

Energiebilanz + 5,11 MJ + 0.98 MJ -0.59 MJ

Tabelle 1: Energiebilanz des mit Zentrifuge entwässertenÜberschußschlammes bezogen auf 1 kg Trockenrück-stand

4.0 Kurze Wertung der Versuchsergebnisse

In der vielgliedrigen Kette des Verfahrensablaufs Abwasser-reinigung kann Braunkohlenkoks -bei Prozeßbeginn ein-gesetzt -über alle Prozeßschritte wirkungsvoll deren Ab-lauf unterstützen:

.Als Sanierungsmaßnahme zur Erhöhung von Klärwerks-leistung und Betriebsstabilität sowie zur Blähschlamm-unterdrückung.

5.0 Ausblick

Rheinbraun sieht in der Bereitstellung von preiswertem Koksaus Braunkohle einen Beitrag zum Umweltschutz. For-schungsarbeiten auf diesem Gebiet in kooperativer Zusam-menarbeit mit Instituten, Hochschulen und Betreibern wer-den auch weiterhin den Ausgangspunkt für umweltschonen-de Verfahrensentwicklungen bilden.

Gegenwärtig laufen weitere Forschungsprogramme zur

.biologisch/adsorptiven Aufbereitung von Textilabwäs-sern auf Wiederverwendungsniveau,

.Aufbereitung von Depon iesickerwässern ,

.vertiefenden Betrachtung zur Nitrifikation,

bei denen Koks aus Braunkohle als wesentliches Betriebs-mittel eingesetzt wird.

Eine rasche Umsetzung dieser gewonnenen Erkenntnisse im

großtechnischen Maßstab wird angestrebt.

.Zur Anhebung und Stabilisierung der Nitrifikationslei-stung auch bei mittelhoher Schlammbelastung, was er-heblich kleinere Beckenvolumen (Reaktionsvolumen) be-deutet sowie einen über alle Jahreszeiten definiertenNitrifikationsbetrieb sicherstellt.

.Zur Verbesserung des Absetzverhaltens über die Ausbil-dung einer kompakten Flockenbiologie und Beschwe-rung der Flocke durch eingelagerte Kokspartikel. Geradehinsichtlich einer weitgehenden Nitrifikation mit einemhöheren Anteil an sich schlechter absetzenden Nitrifikan-ten im Bioschlamm ist dieser Effekt wichtig.

.Zur energiesparenden Schlammentwässerung und -ver-brennung sowie zur Verbesserung der Verbrennungs-eigenschaften des Schlammes. Autgrund des reduzieren-den Koks-Kohlenstoffs können die durch die TA-Luft ge-

gebenen Grenzwerte tür Kohlenmonoxid (CO) und Stick-oxid (NOJ im Rauchgas leichter eingehalten werden. EinEinsatz von Fremdenergie bei der Verbrennung erübrigtsich.

Literatur

[1J Zeitschrift Spektrum, 6/8835. Jahrgang, Seite 521

[2] P. Ehr/er, R. Glöckler, M. Erken, G. Ritter:Unterstützung der aeroben biologischen Abwasserreinigung durch Braunkohle-koksKorrespondenz Abwasser2/87, Seite 129ft.

[3] M. Erken, G. Ritter:Betriebserfahrungen mit dem Einsatz von Braunkohlenkoksstaub in Belebt-schlammanlagenWochenblatt tür Papierfabrikation 115, 1987, Nr. 18, Seite 810ft.

[4] H. Berg, F. Hausbrandt, L. Pörtner:Betriebsversuche zur Vermeidung von Blähschlamm und zur Verbesserung vonSchlammentwässerung durch Zugabe von Koksstaub in BelebtschlammanlagenKorrespondenz Abwasser8/87, Seite 864ft.

[5J B. Zurek-lmhoff:Großtechnische Untersuchungen zum Einsatz von Braunkohlenkoksstaub in einerBelebungsanlage mittlerer Belastung am Beispiel der Kläranlage HabbelrathDiplomarbeit, RWTH-Aachen, 1988

[6J B. Böhnke:Zustand der Gewässerdaten, Forderungen, Perspektiven20. EssenerTagung, 11.03.-13.03.19877. Kurzbericht