Elektrotechnik

Membranbelebungsanlage mit nachgeschalteter GAK-Filtration

Im Dezember 2020 wurde der Bau einer Adsorptionsstufe mit granulierter Aktivkohle (GAK) zur Entfernung von Mikroschadstoffen auf der Membranbelebungsanlage Glessen fertiggestellt. Diese Anlage ist einzigartig in Europa.

Die für 9 000 Einwohnerwerte ausgebaute Kläranlage leitet einen Großteil ihres Ablaufs in den Glessener Bach ein, der ein sehr abflussschwaches Gewässer darstellt und im weiteren Verlauf im Trinkwassergewinnungsgebiet „Pulheimer Laache“ versickert. Ein weiterer Teilstrom des Kläranlagenaublaufes wird zur Speisung des Fliestedener Grabens verwendet, der durch das Naturschutzgebiet Ommelstal fließt.

Aufgrund dieser Einleitsituation bestehen hohe Anforderungen an die Ablaufqualität. Seit der Ertüchtigung der Anlage im Jahr 2009 werden diese durch den Einsatz einer Membranfiltration erreicht (Überwachungswerte: NH4-N 1,5 mg/l bis 8 °C, Pges 0,6 mg/l).

Im Rahmen eines Forschungsvorhabens wurde eine großtechnische Versuchsanlage zur Adsorption von Mikroschadstoffen an granulierter Aktivkohle im Ablauf der Membranbelebung errichtet. Die GAK-Anlage besteht aus zwei Festbettfiltern mit einer Höhe von 7,6 m und einem Durchmesser von 1,8 m. Diese sind jeweils mit 2 t granulierter Aktivkohle (GAK) gefüllt, was einem Volumen von 5,1 m³ entspricht. Das Filterbett besteht aus einer 0,3 m hohe Stützschicht und einer 1,7 m hohen Filterschicht. Die Filter werden von unten nach oben durchströmt, um eine möglichst stabile Schichtung auch nach der Rückspülung zu erreichen. Um die Filter kontinuierlich beschicken zu können, wurde das alte Nachklärbecken auf dem Standort nun als Ausgleichs- und Vorlagebehälter verwendet. Somit können bei durchschnittlich 4,5 l/s pro Filter etwas mehr als 70 % der Jahresschmutzwassermenge mit der GAK-Anlage behandelt werden.

Der Probebetrieb konnte nach ca. 6 Monaten Bauzeit Ende November 2020, noch vor der abschließenden Fertigstellung aller Anlagenteile, begonnen werden. Dabei wurden erste Erfahrungen mit der neuen Technik beim Erftverband gesammelt. Die Probenahme der Spurenstoffanalytik erfolgt im Zu- und Ablauf des GAK-Filters, aber auch in verschiedenen Höhen des Filterbettes, sodass ein Fortschreiten der Beladungsfront beobachtet werden kann. Dabei werden regelmäßig 168 Einzelsubstanzen analysiert. Erste Ergebnisse zeigen wie erwartet eine Reduzierung der Konzentration nahezu aller analysierten Spurenstoffen im Ablauf der Anlage, bis unter ihre jeweilige Nachweisgrenze.

Ziel der Untersuchungen ist es unter anderem festzustellen, in welchem Ausmaß die vorgeschaltete Membranfiltration Vorteile für den Betrieb der GAK-Filtration bietet. Durch das Fehlen abfiltrierbarer Stoffe und durch eine sehr weitgehende Reduzierung der TOC- und CSB-Belastung im Zulauf der Adsorber wird ein positiver Einfluss auf die Standzeit des Filters erwartet. Durch die reduzierte Hintergrundmatrix soll vor dem Durchbrechen bzw. auch Erschöpfen der Aktivkohle eine höhere Anzahl an behandelten erreichbaren Bettvolumina erreicht werden können, als dies bei GAK-Filtern der Fall ist, die in der Verfahrenskombination konventionellen Belebungsanlagen nachgeschaltet sind. Weiterhin sollen die Ergebnisse der Anlage in Glessen hinsichtlich Effektivität und Wirtschaftlichkeit mit den Ergebnissen des Vorhabens auf der Membranbelebungsanlage Nordkanal verglichen werden, bei der pulverisierte Aktivkohle direkt in die Membranbelebungsanlage dosiert wird. So können Vor- und Nachteile der jeweiligen Verfahrensausführungen aufgezeigt werden. Die Ergebnisse sollen dann als Entscheidungsgrundlage für zukünftige Kläranlagenerweiterungen herangezogen werden.


Auftraggeber: Erftverband


Projektrealisation: 2016 - 2020


Leistungsphasen: HOAI § 53 LP 1 - 3 sowie 5 - 8 E-MSR-Technik


Leistungsumfang: Technische Ausrüstung


Technische Daten:
Energieversorgung
Niederspannungsschaltanlagen
Automatisierungs- und Prozessleittechnik
Messtechnik



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