Post on 01-Jan-2016
description
transcript
Chemische Vorgänge in Chemische Vorgänge in Klärwerken Klärwerken
am Beispiel der am Beispiel der Kläranlage BayreuthKläranlage Bayreuth
GliederungGliederung
Klärwerk Bayreuth- AufbauKlärwerk Bayreuth- Aufbau
- Mechanische Reinigungsstufen- Mechanische Reinigungsstufen
- Biologische Reinigungsstufen- Biologische Reinigungsstufen
- Schlammbehandlung- Schlammbehandlung
- Stromerzeugung im Klärwerk- Stromerzeugung im Klärwerk Belastung von AbwässernBelastung von Abwässern Deni- / NitrifikationDeni- / Nitrifikation BSBBSB55
GliederungGliederung
Klärwerk Bayreuth- AufbauKlärwerk Bayreuth- Aufbau
- - Mechanische ReinigungsstufenMechanische Reinigungsstufen
- Biologische Reinigungsstufen- Biologische Reinigungsstufen
- Schlammbehandlung- Schlammbehandlung
- Stromerzeugung im Klärwerk- Stromerzeugung im Klärwerk Belastung von AbwässernBelastung von Abwässern Deni- / NitrifikationDeni- / Nitrifikation BSBBSB55
Klärwerk Bayreuth- AufbauKlärwerk Bayreuth- Aufbau
Mechanische ReinigungsstufenMechanische Reinigungsstufen
RechengebäudeRechengebäude
belüfteter Sandfang und Fettabscheiderbelüfteter Sandfang und Fettabscheider
VorklärbeckenVorklärbecken
Mechanische ReinigungsstufenMechanische Reinigungsstufen
ca. 30% aller organischen Stoffe werden ca. 30% aller organischen Stoffe werden abgebaut abgebaut
- RechengebäudeRechengebäude Rechen mit 6 mm StababstandRechen mit 6 mm Stababstand
Rechengutanfall ca. 3 m³ am TagRechengutanfall ca. 3 m³ am Tag
Mechanische ReinigungsstufenMechanische Reinigungsstufen
ca. 30% aller organischen Stoffe werden ca. 30% aller organischen Stoffe werden abgebautabgebaut
- Sandfang ( belüfteter Teil )Sandfang ( belüfteter Teil )
Durch einblasen von Luft setzt sich der Durch einblasen von Luft setzt sich der Sand Sand am Boden abam Boden ab
Sandwäsche im RechengebäudeSandwäsche im Rechengebäude
ca. 2 m³ Abfallstoffe pro Tagca. 2 m³ Abfallstoffe pro Tag
Mechanische ReinigungsstufenMechanische Reinigungsstufen
ca. 30% aller organischen Stoffe werden ca. 30% aller organischen Stoffe werden abgebautabgebaut
- Fett – Ölabscheider ( unbelüfteter Teil ) Fett – Ölabscheider ( unbelüfteter Teil ) Flüssige Verunreinigungen an der Flüssige Verunreinigungen an der Oberfläche werden in die Faulbehälter Oberfläche werden in die Faulbehälter gepumptgepumpt
Mechanische ReinigungsstufenMechanische Reinigungsstufen
ca. 30% aller organischen Stoffe werden ca. 30% aller organischen Stoffe werden abgebautabgebaut
- VorklärbeckenVorklärbecken Absetzbare Stoffe (Rohschlamm) setzen Absetzbare Stoffe (Rohschlamm) setzen sich sich am Boden abam Boden ab Rohschlamm wird in die Faulbehälter Rohschlamm wird in die Faulbehälter gepumpt (ca. 120 m³ / Tag) gepumpt (ca. 120 m³ / Tag) Trockenwetter (1.450 m³) Trockenwetter (1.450 m³) Regenwetter ( 2.165 m³)Regenwetter ( 2.165 m³)
GliederungGliederung
Klärwerk Bayreuth- AufbauKlärwerk Bayreuth- Aufbau
- Mechanische Reinigungsstufen- Mechanische Reinigungsstufen
- - Biologische ReinigungsstufenBiologische Reinigungsstufen
- Schlammbehandlung- Schlammbehandlung
- Stromerzeugung im Klärwerk- Stromerzeugung im Klärwerk Belastung von AbwässernBelastung von Abwässern Deni- / NitrifikationDeni- / Nitrifikation BSBBSB55
Klärwerk Bayreuth- AufbauKlärwerk Bayreuth- Aufbau
Biologische ReinigungsstufenBiologische Reinigungsstufen
PhosphoreliminationPhosphorelimination
DenitrifikationsbeckenDenitrifikationsbecken
NitrifikationsbeckenNitrifikationsbecken
NachklärbeckenNachklärbecken
Ablaufmessstation Ablaufmessstation
Biologische ReinigungsstufenBiologische Reinigungsstufen
Abbau gelöster Stoffe bis zu 95 %Abbau gelöster Stoffe bis zu 95 %
- Phosphatelimination und DenitrifikationPhosphatelimination und Denitrifikation 4 Straßen / Gesamtvolumen 15.200 m³4 Straßen / Gesamtvolumen 15.200 m³
Abbau von Phosphat und Stickstoff durch Abbau von Phosphat und Stickstoff durch Bakterien und MikroorganismenBakterien und Mikroorganismen
Phosphatelimination ( anerob ) Phosphatelimination ( anerob )
Stickstoffeliminierung ( anoxisch )Stickstoffeliminierung ( anoxisch )
Biologische ReinigungsstufenBiologische Reinigungsstufen
Abbau gelöster Stoffe bis zu 95 %Abbau gelöster Stoffe bis zu 95 %
- Nitrifikation (aerob)Nitrifikation (aerob) 3 Straßen / Gesamtvolumen 24.000 m³3 Straßen / Gesamtvolumen 24.000 m³
Biologische Oxidation von Ammonium in Biologische Oxidation von Ammonium in Nitrat mit Bakterien und MikroorganismenNitrat mit Bakterien und Mikroorganismen
gelöster Sauerstoff wird in die Becken gelöster Sauerstoff wird in die Becken eingeblasen (ca. 10.000 m³/h)eingeblasen (ca. 10.000 m³/h)
Biologische ReinigungsstufenBiologische Reinigungsstufen
Abbau gelöster Stoffe bis zu 95 %Abbau gelöster Stoffe bis zu 95 %
- NachklärbeckenNachklärbecken 3 Nachklärbecken 3 Nachklärbecken
(2 x 8.200 m³; 1 x 9.800 m³)(2 x 8.200 m³; 1 x 9.800 m³)
Schlamm setzt sich am Beckenboden ab Schlamm setzt sich am Beckenboden ab und und wird in die Biologie zurückgeführtwird in die Biologie zurückgeführt
Abwasser gelangt über Ablaufrinnen zur Abwasser gelangt über Ablaufrinnen zur AblaufmessstationAblaufmessstation
Biologische ReinigungsstufenBiologische Reinigungsstufen
Biologische ReinigungsstufenBiologische Reinigungsstufen
Abbau gelöster Stoffe bis zu 95 %Abbau gelöster Stoffe bis zu 95 %
- AblaufmessstaionAblaufmessstaion Überprüfung von Temperatur, pH-Wert, Phosphor, Überprüfung von Temperatur, pH-Wert, Phosphor, Stickstoff, Kohlenstoff, Trübung und AblaufmengeStickstoff, Kohlenstoff, Trübung und Ablaufmenge
HöchstwerteHöchstwerte BetriebsergebnisseBetriebsergebnisse
PPgesges 1 mg/l1 mg/l 0,3 mg/l0,3 mg/l
NHNH44 5 mg/l5 mg/l 0,3 mg/l0,3 mg/l
NNgesges 13 mg/l13 mg/l 7,0 mg/l7,0 mg/l
CSBCSB 65 mg/l 65 mg/l 28,0 mg/l 28,0 mg/l
GliederungGliederung
Klärwerk Bayreuth- AufbauKlärwerk Bayreuth- Aufbau
- Mechanische Reinigungsstufen- Mechanische Reinigungsstufen
- Biologische Reinigungsstufen- Biologische Reinigungsstufen
- - SchlammbehandlungSchlammbehandlung
- Stromerzeugung im Klärwerk- Stromerzeugung im Klärwerk Belastung von AbwässernBelastung von Abwässern Deni- / NitrifikationDeni- / Nitrifikation BSBBSB55
Klärwerk Bayreuth- AufbauKlärwerk Bayreuth- Aufbau
SchlammbehandlungSchlammbehandlung
GasspeicherungGasspeicherung
SchlammwasserbehälterSchlammwasserbehälter
SickerwasserbehälterSickerwasserbehälter
FaulbehälterFaulbehälter
SchlammbehandlungSchlammbehandlung
GasspeicherungGasspeicherung
- - NiederdruckbehälterNiederdruckbehälter
Gesamtinhalt bis 3.000 m³Gesamtinhalt bis 3.000 m³
Klärgas:Klärgas:
Zwischenspeicherung von ca. 5.000 Zwischenspeicherung von ca. 5.000 m³/Tag m³/Tag
SchlammbehandlungSchlammbehandlung
GasspeicherungGasspeicherung
- HochdruckbehälterHochdruckbehälter 4 Tanks mit je 250 m³ Volumen 4 Tanks mit je 250 m³ Volumen
Speicherung von Klärgas:Speicherung von Klärgas:
10.000 m³ bei max. 10 atü ~ 9 bar10.000 m³ bei max. 10 atü ~ 9 bar
SchlammbehandlungSchlammbehandlung
SchlammwasserbehälterSchlammwasserbehälter
2.500 m³ Inhalt 2.500 m³ Inhalt
Eindickung und Absetzen des Eindickung und Absetzen des Überlaufwassers aus den FaulbehälternÜberlaufwassers aus den Faulbehältern
SchlammbehandlungSchlammbehandlung
SickerwasserbehälterSickerwasserbehälter
2.500 m³ Inhalt2.500 m³ Inhalt
Zwischenspeicherung von Sickerwasser Zwischenspeicherung von Sickerwasser (täglich ca. 100 m³)(täglich ca. 100 m³)
Direkte Einleitung in das Direkte Einleitung in das NitrifikationsbeckenNitrifikationsbecken
SchlammbehandlungSchlammbehandlung
Faulbehälter (anerob)Faulbehälter (anerob)
2 Stück mit je 5.000 m³ Inhalt2 Stück mit je 5.000 m³ Inhalt
tägliche Zugabe von 120 m³ Rohschlamm tägliche Zugabe von 120 m³ Rohschlamm (Vorklärbecken) und ca. 200 m³ (Vorklärbecken) und ca. 200 m³ Überschussschlamm Überschussschlamm
Erhitzung auf rund 37 °CErhitzung auf rund 37 °C
Ausfaulung bei kontinuierlicher DurchmischungAusfaulung bei kontinuierlicher Durchmischung
Entstehung von Klärgas (ca. 5.000 m³/Tag)Entstehung von Klärgas (ca. 5.000 m³/Tag)
mit ~ 67% Metangehalt mit ~ 67% Metangehalt
GliederungGliederung
Klärwerk Bayreuth- AufbauKlärwerk Bayreuth- Aufbau
- Mechanische Reinigungsstufen- Mechanische Reinigungsstufen
- Biologische Reinigungsstufen- Biologische Reinigungsstufen
- Schlammbehandlung- Schlammbehandlung
- - Stromerzeugung im KlärwerkStromerzeugung im Klärwerk Belastung von AbwässernBelastung von Abwässern Deni- / NitrifikationDeni- / Nitrifikation BSBBSB55
Klärwerk Bayreuth- AufbauKlärwerk Bayreuth- Aufbau
Stromerzeugung im KlärwerkStromerzeugung im Klärwerk
GasspeicherGasspeicher
FaulbehälterFaulbehälter
BlockheizkraftwerkBlockheizkraftwerk
Stromerzeugung im KlärwerkStromerzeugung im Klärwerk
BlockheizkraftwerkBlockheizkraftwerk
1 Gasmaschine für 1.000 kW ( ~ 1.360 1 Gasmaschine für 1.000 kW ( ~ 1.360 PS)PS)
2 Gasmaschinen für je 350 kW ( ~ 475 PS)2 Gasmaschinen für je 350 kW ( ~ 475 PS)
Erzeugung von rund 8.100 kWh StromErzeugung von rund 8.100 kWh Strom
(Jahresverbrauch einer 5-köpfigen (Jahresverbrauch einer 5-köpfigen Familie)Familie)
Durch die Abwärme werden das Durch die Abwärme werden das Betriebsgebäude und der Faulbehälter Betriebsgebäude und der Faulbehälter beheiztbeheizt
GliederungGliederung
Klärwerk Bayreuth- AufbauKlärwerk Bayreuth- Aufbau
- Mechanische Reinigungsstufen- Mechanische Reinigungsstufen
- Biologische Reinigungsstufen- Biologische Reinigungsstufen
- Schlammbehandlung- Schlammbehandlung
- Stromerzeugung im Klärwerk- Stromerzeugung im Klärwerk Belastung von AbwässernBelastung von Abwässern Deni- / NitrifikationDeni- / Nitrifikation BSBBSB55
Belastung von AbwässernBelastung von Abwässern
Belastung von AbwässernBelastung von Abwässern
GliederungGliederung
Klärwerk Bayreuth- AufbauKlärwerk Bayreuth- Aufbau
- Mechanische Reinigungsstufen- Mechanische Reinigungsstufen
- Biologische Reinigungsstufen- Biologische Reinigungsstufen
- Schlammbehandlung- Schlammbehandlung
- Stromerzeugung im Klärwerk- Stromerzeugung im Klärwerk Belastung von AbwässernBelastung von Abwässern Deni- / NitrifikationDeni- / Nitrifikation BSBBSB55
Deni- / NitrifikationDeni- / Nitrifikation
DenitrifikationDenitrifikation
Anoxisch (ohne gebunden Sauerstoff)Anoxisch (ohne gebunden Sauerstoff)
4 NO4 NO33- - + 4 H+ 4 H+ + + 5 C + 5 C → 2 N→ 2 N22(↑) + 2 H(↑) + 2 H22O + 5 COO + 5 CO22
Deni- / NitrifikationDeni- / Nitrifikation
NitrifikationNitrifikation
Zugabe von OZugabe von O2 2 (aerob)(aerob)
Bildung von Bildung von NitritNitrit::
NHNH33 + 1½ O + 1½ O22 → NO → NO22-- + H + H++ + H + H22O + EnergieO + Energie
Bildung von Bildung von NitratNitrat::
NONO22-- + ½ O + ½ O22 → NO → NO33
- - + Energie+ Energie
SummeSumme::
NHNH33 + 2 O + 2 O22 → NO → NO33-- + H + H++ + H + H22O + EnergieO + Energie
Deni- / NitrifikationDeni- / Nitrifikation
Deni- / NitrifikationDeni- / Nitrifikation
GliederungGliederung
Klärwerk Bayreuth- AufbauKlärwerk Bayreuth- Aufbau
- Mechanische Reinigungsstufen- Mechanische Reinigungsstufen
- Biologische Reinigungsstufen- Biologische Reinigungsstufen
- Schlammbehandlung- Schlammbehandlung
- Stromerzeugung im Klärwerk- Stromerzeugung im Klärwerk Belastung von AbwässernBelastung von Abwässern Deni- / NitrifikationDeni- / Nitrifikation BSBBSB55
BSBBSB55 BBiochemischer iochemischer SSauerstoffauerstoffBBedarf in edarf in 55 Tagen Tagen
(engl. (engl. biochemical oxygen demandbiochemical oxygen demand, , BODBOD))
BSBBSB55